Emulation/Emulierung

Die Emulation oder Emulierung ermöglicht das Nachbilden von Hardware oder Software auf einem anderen System. Sie ist ein wichtiges Werkzeug in IT, Entwicklung und Forschung.

Allerdings birgt dieses Werkzeug auch Risiken, da sie zunehmend von Kriminellen genutzt wird. Alle Infos bekommen Sie hier bei uns.

Was bedeutet Emulation?

Emulation oder Emulierung beschreibt die Fähigkeit, ein System so nachzubilden, dass es die Funktionen und das Verhalten eines anderen Systems vollständig imitiert. Dies geschieht durch eine Software. Diese Software stellt eine virtuelle Umgebung bereit, in der Programme ausgeführt werden können. Die zugrunde liegende Hardware wird dabei nicht benötigt.

Diese Technologie ist besonders nützlich, wenn ältere Software auf moderner Hardware laufen soll oder wenn ein Betriebssystem innerhalb eines anderen genutzt wird. Ein klassisches Beispiel sind Emulatoren, die es ermöglichen, alte Konsolenspiele auf PCs auszuführen. Auch können veraltete Betriebssysteme wie Windows 98 oder Windows XP über Emulatoren als Sandbox ausgeführt werden; und das mit PCs, auf denen aktuelle Betriebssysteme wie Windows 11 installiert sind.

Auch in der Softwareentwicklung spielt Emulation eine wichtige Rolle, etwa beim Testen von Anwendungen auf unterschiedlichen Plattformen. In der Forschung oder Produktentwicklung wird Emulation häufig genutzt, um Hardwarekomponenten zu simulieren.

In der IT ist die Emulation unverzichtbar. Sie bietet viele Möglichkeiten, wird aber auch von Kriminellen genutzt. Bild: Pexels/Djordje Petrovic

Wer nutzt Emulation?

Die Einsatzbereiche der Emulation sind vielfältig und finden sich in unterschiedlichsten Branchen:

• Entwickler verwenden Emulatoren, um ihre Programme plattformübergreifend auf verschiedenen Hardware-Architekturen zu testen, ohne zusätzliche Hardware anschaffen zu müssen.
• In IT-Abteilungen ist Emulation unverzichtbar, wenn ältere Systeme weiter betrieben werden müssen, etwa weil sie kritische Software ausführen, die auf moderner Hardware nicht mehr kompatibel ist.
• Auch Bildungsinstitutionen und Forschungseinrichtungen setzen auf Emulation, um den Aufbau und das Verhalten von Computersystemen zu simulieren und damit Studierenden technische Zusammenhänge näherzubringen, ohne dass kostspielige physische Hardware erforderlich ist.

Darüber hinaus ist Emulation bei Hobbyisten und Retro-Gaming-Enthusiasten beliebt, die alte Spieleklassiker auf moderner Hardware zum Leben erwecken möchten. Aber natürlich nutzen auch Kriminelle die Emulation – dazu im Verlauf mehr.

QEMU – ein mächtiges Emulationstool

Eine der bekanntesten und vielseitigsten Emulationslösungen ist QEMU (Quick Emulator). Diese Open-Source-Software ermöglicht es, verschiedene Prozessorarchitekturen wie x86, ARM oder RISC-V zu emulieren. QEMU wird sowohl als eigenständiger Emulator als auch als Virtualisierungsplattform verwendet.

Dabei ist QEMU ist vor allem wegen seiner Flexibilität und Leistungsfähigkeit geschätzt. Es erlaubt Entwicklern, plattformübergreifende Anwendungen zu testen, ohne dass dafür spezifische Hardware erforderlich ist. Diese Vielseitigkeit macht QEMU nützlich für Programmierer, Tester und Systemadministratoren, die unterschiedliche Betriebssysteme oder Software auf verschiedenen Hardware-Konfigurationen testen und ausführen möchten.

Darüber hinaus wird es häufig mit Virtualisierungssoftware kombiniert, um nahezu native Leistung zu erreichen. Da es auf den Betriebssystemen GNU/​Linux, Windows, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, OpenSolaris, macOS (Mac OS X, nicht klassisches Mac OS) und Haiku funktioniert, ist QEMU ein unverzichtbares Werkzeug für Entwickler und IT-Fachleute, die komplexe Testumgebungen benötigen oder Hardwarearchitekturen simulieren möchten.

QEMU – mit einer virtuellen Schnittstelle, die auf einem Computerbildschirm gezeigt wird. Bild: ChatGPT/Dall-E [Bild mit KI erstellt]

Anwendungsgebiete von QEMU

QEMU wird – neben den oben genannten allgemeinen Emulationsanwendungen – in verschiedenen Gebieten angewandt:

• Bei der Virtualisierung von Servern und Desktops verwenden Programmierer QEMU in Serverumgebungen, um verschiedene virtuelle Maschinen zu hosten, die unterschiedliche Dienste ausführen.
• QEMU ist zudem in der Lage, veraltete Systeme wie nicht mehr unterstützte Betriebssysteme und Software zu emulieren. Dies ist hilfreich für die Wartung und den Betrieb von Legacy-Systemen.

Nachteile sind die im Emulationsmodus geringere Geschwindigkeit, die komplexe Einrichtung sowie die fehlende Benutzerfreundlichkeit und begrenzte 3D-Beschleunigung, was es weniger geeignet für Einsteiger und grafikintensive Anwendungen macht.

Emulation und IT-Sicherheit

Nicht unbekannt ist, dass Kriminelle jede Möglichkeit nutzen, um Beute zu machen. Und dabei hilft ihnen die Emulation, beziehungsweise eine Emulationslösung wie QEMU gern. Die Kriminellen nutzen QEMU, um beispielsweise eine vollständige Linux-Umgebung auf einem Windows-System zu simulieren.

Dabei wird – wie in der CRON#TRAP-Kampagne – die Hardware- und Systemfunktionen von Linux innerhalb von Windows nachgebildet, sodass die Software wie auf einem echten Linux-Computer läuft. Dies ermöglicht es Angreifern, unabhängig vom Betriebssystem des Opfers eine Linux-Umgebung zu starten und ihre bösartigen Aktivitäten auszuführen – ohne dass das Windows-System diese fremde Umgebung als Bedrohung erkennt.

Denn: Viele Sicherheitslösungen sehen QEMU als harmloses Entwicklerwerkzeug an, weshalb die emulierte Umgebung kaum auffällt und somit eine unsichtbare Basis für die Backdoor schafft. Da QEMU in vielen Sicherheitslösungen keinen Alarm auslöst, ist es für Angreifer besonders attraktiv.

Kriminelle nutzen die Emulation für ganz verschiedene Zwecke. Bild: Pexels/Kevin Ku

Kriminelle nutzen Emulation

Die Emulation ist also trotz ihrer vielseitigen Einsatzmöglichkeiten eine Technologie, die Kriminelle nutzen, um Sicherheitsmaßnahmen zu umgehen und Schwachstellen auszunutzen. Beispiele dafür sind:

• Kriminelle setzen modifizierte Emulatoren ein, um sich als echte Geräte auszugeben und Authentifizierungsverfahren zu manipulieren, beispielsweise bei Zahlungs-Apps.
• Kriminelle nutzen die Emulation, da sie die Analyse von Schadsoftware in einer isolierten Umgebung ermöglicht, sodass sie ihre Schadprogramme perfektionieren können.
• Angreifer verwenden die Emulation für betrügerische Aktivitäten, etwa durch die Nachahmung mobiler Geräte, um Spam-Angriffe oder Massenregistrierungen durchzuführen.

In manchen Fällen dient die Emulation auch dazu, komplexe Cyberangriffe zu simulieren und zu optimieren, bevor sie in der realen Welt ausgeführt werden.

PC-SPEZIALIST bietet IT-Sicherheit

Emulation ist eine unverzichtbare Technologie in der IT-Welt, die zahlreiche Innovationen ermöglicht und die Kompatibilität von Systemen verbessert. Gleichzeitig birgt sie jedoch auch Risiken, da ihre Fähigkeiten von Kriminellen missbraucht werden können. Es ist daher entscheidend, Sicherheitsmechanismen kontinuierlich weiterzuentwickeln, um den Missbrauch zu erschweren und Unternehmen vor potenziellen Gefahren zu schützen.

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Quellen: Wikipedia, ionos, Wikipedia, techtarget, Pexels/cottonbro studios (Headerbild)