Self-Hosted Sicherheit: Das 6-Layer Modell

📋 Auf einen Blick

Self-Hosting bedeutet volle Kontrolle — aber auch volle Verantwortung. Sicherheit ist kein einzelnes Feature sondern ein Schichtenmodell: 6 Layer von der physischen Infrastruktur bis zum Monitoring. Jede Schicht hält etwas anderes auf. Keine alleine reicht.

Die 6 Sicherheitsschichten

Jede Schicht adressiert eine andere Angriffsfläche. Wenn Layer 1 versagt, muss Layer 2 greifen. Das ist Defense in Depth.

Sicherheit in Schichten: Jede Ebene schützt gegen andere Angriffsvektoren.

Layer	Schützt gegen	Werkzeuge
1. Netzwerk	Unbefugter Zugriff von außen	Firewall (UFW/iptables), VLAN, VPN
2. SSH & Authentifizierung	Brute Force, schwache Passwörter	SSH Key-Only, fail2ban, 2FA
3. Host-Betriebssystem	Veraltete Software, Kernel-Exploits	Unattended Upgrades, CIS Benchmark
4. Container & Services	Privilege Escalation, ungesicherte APIs	Rootless Container, Read-Only FS, Secrets
5. Anwendung	Prompt Injection, Data Leakage	Input Validation, Output Sanitizer, Rate Limits
6. Monitoring & Response	Unbemerkte Einbrüche	Loki, Grafana Alerts, Audit Logs

Layer 1: Netzwerk-Segmentierung

Dein lokaler AI-Stack sollte NICHT direkt aus dem Internet erreichbar sein. Die wichtigste Regel: Default Deny — alles ist gesperrt, du öffnest gezielt was nötig ist.

UFW Grundkonfiguration

# Alles sperren (Default Deny)
sudo ufw default deny incoming
sudo ufw default allow outgoing

# SSH erlauben (nur aus lokalem Netz)
sudo ufw allow from 10.40.10.0/24 to any port 22

# Reverse Proxy (HTTPS)
sudo ufw allow 443/tcp

# Firewall aktivieren
sudo ufw enable
sudo ufw status verbose

⚠️ Ports NICHT öffentlich freigeben

Services wie Ollama (11434), n8n (5678), Grafana (3000), PostgreSQL (5432) gehören NICHT ins Internet. Wenn du externen Zugriff brauchst: VPN oder Reverse Proxy mit Authentifizierung (z.B. Cloudflare Tunnel oder Traefik mit BasicAuth).

💡 VLAN für Isolation

Wenn dein Router VLANs unterstützt, trenne dein AI-Lab vom restlichen Netzwerk. AI-Server in VLAN 10, IoT in VLAN 20, reguläre Geräte in VLAN 1. So kann ein kompromittiertes IoT-Gerät nicht auf deine AI-Infrastruktur zugreifen.

Layer 2: SSH & Authentifizierung

SSH ist der Hauptzugang zu deinen Servern. Falsch konfiguriert ist es das größte Einfallstor.

SSH härten (/etc/ssh/sshd_config)

# Passwort-Login deaktivieren
PasswordAuthentication no

# Root-Login verbieten (oder nur mit Key)
PermitRootLogin prohibit-password

# Nur bestimmte User erlauben
AllowUsers joe admin

# Leerlauf-Timeout (5 Minuten)
ClientAliveInterval 300
ClientAliveCountMax 0

# Neustart: sudo systemctl restart sshd

fail2ban installieren

# Installation
sudo apt install fail2ban

# SSH Jail aktivieren
sudo cp /etc/fail2ban/jail.conf /etc/fail2ban/jail.local

# In jail.local:
# [sshd]
# enabled = true
# maxretry = 3
# bantime = 3600

sudo systemctl enable fail2ban
sudo systemctl start fail2ban

# Status prüfen
sudo fail2ban-client status sshd

ℹ️ SSH Keys generieren

Wenn du noch keine SSH Keys hast: ssh-keygen -t ed25519 -C "dein@email.at". Den Public Key auf den Server kopieren: ssh-copy-id user@server. Danach Passwort-Login deaktivieren.

Layer 3 & 4: Host & Container absichern

Host-System

Maßnahme	Befehl / Konfiguration	Warum
Auto-Updates	sudo apt install unattended-upgrades	Sicherheits-Patches automatisch einspielen
Nicht-root User	sudo adduser deploy && sudo usermod -aG docker deploy	Minimale Rechte, kein permanenter root
Kernel-Updates	sudo apt upgrade linux-generic	Kernel-Exploits schließen
Unnötige Services	sudo systemctl disable bluetooth cups	Angriffsfläche reduzieren

Container-Sicherheit

Prinzip	Umsetzung	Beispiel
Read-Only Root	read_only: true in compose	Verhindert Dateisystem-Manipulation
Kein Root im Container	user: '1000:1000' in compose	Container läuft als normaler User
Secrets Management	Docker Secrets oder Vault	Keine Credentials in Umgebungsvariablen
Resource Limits	mem_limit: 4g, cpus: '2.0'	Container kann nicht den Host überlasten
Network Isolation	Eigene Docker-Netzwerke pro Stack	Services sehen nur was sie müssen

⚠️ Swagger/Docs in Produktion

Viele Frameworks (FastAPI, Express) liefern automatisch API- Dokumentation unter /docs oder /swagger. In Produktion: deaktivieren mit docs_url=None. Angreifer nutzen diese Endpunkte um deine API-Struktur zu verstehen.

Layer 5: Anwendungssicherheit für AI

AI-Anwendungen haben eigene Sicherheitsrisiken. LLMs können manipuliert werden (Prompt Injection) und sensible Daten in ihren Antworten leaken.

Risiko	Beschreibung	Gegenmaßnahme
Prompt Injection	Nutzer manipuliert LLM-Anweisungen	System Prompt Isolation, Input Validation
Data Leakage	LLM gibt Environment Variables oder Secrets aus	Output Sanitizer (PFLICHT)
Token Theft	API Keys werden abgefangen	Vault, Token Rotation, Rate Limiting
Model Poisoning	Manipulierte Modelle von unsicheren Quellen	Nur offizielle Quellen (ollama.com, HuggingFace verified)
Resource Exhaustion	Überlange Prompts/Kontexte	Max Token Limits, Request Timeouts

⚠️ Output Sanitizer ist Pflicht

LLMs können dazu gebracht werden, Umgebungsvariablen, API Keys oder System-Informationen auszugeben. JEDE Antwort muss durch einen Sanitizer laufen, der Patterns wie API Keys, IP-Adressen, und Dateipfade erkennt und entfernt. Das ist keine Nice-to-have-Funktion, sondern absolute Pflicht für Produktion.

Layer 6: Monitoring & Incident Response

Sicherheit ohne Monitoring ist blind. Du musst wissen was auf deinen Systemen passiert — in Echtzeit.

Was überwachen	Tool	Alert-Bedingung
SSH Login-Versuche	fail2ban + Grafana	Mehr als 5 fehlgeschlagene Logins/Stunde
Container Health	Docker Health Checks + Uptime Kuma	Container unhealthy oder gestoppt
Disk-Auslastung	Prometheus Node Exporter	Disk > 85% voll
API-Fehler	Loki Log Queries	HTTP 5xx Rate > 1% der Requests
Unerwartete Prozesse	Audit Logs (auditd)	Neuer Prozess von unbekanntem User

💡 Security-Dashboard in Grafana

Erstelle ein dediziertes Security-Dashboard mit fail2ban-Bans, SSH-Logins, API-Fehlerraten und Disk-Nutzung auf einen Blick. So siehst du in 5 Sekunden ob etwas nicht stimmt. Im Grafana Monitoring Guide findest du Anleitungen für Security-Panels.

Das Wichtigste

✓Sicherheit ist ein Schichtenmodell. 6 Layer, jede hält etwas anderes auf. Keine alleine reicht.
✓Default Deny bei der Firewall. Nur öffnen was gebraucht wird. AI-Ports NICHT ins Internet.
✓SSH Key-Only + fail2ban. Kein Passwort-Login, automatische Sperre nach 3 Fehlversuchen.
✓Output Sanitizer ist Pflicht für AI-Anwendungen. LLMs leaken sonst Secrets und System-Infos.
✓Monitoring mit Alerting. Ohne Monitoring weisst du nicht, ob jemand schon drin ist.

Quellen

CIS Benchmarks — Industriestandard für Betriebssystem-Härtung
Docker Security Documentation — Container-Sicherheit Best Practices
OWASP Top 10 — Die häufigsten Sicherheitsrisiken in Webanwendungen
fail2ban — Brute-Force-Schutz für SSH und andere Services