IT-Sicherheit in der Smart Factory

Sichere Prozesse und Technologien in Smart Factories

Da eine Smart Factory  in der Regel  durch mehrere, teilweise externe Netzwerken verbunden ist, kann nicht davon ausgegangen werden, dass diese Netzwerke sicher sind. Nur konsequente End-to-End-Verschlüsselung  könnte sicherstellen, dass :

• nicht autorisierte Personen oder Maschinen keine Daten einsehen können.
• dass Informationen während der Übertragung nicht manipuliert (zB , um die Fabrik zu sabotieren ) werden können
• der Empfänger sicher sein kann, dass die Informationen von einer vertrauenswürdigen Quelle stammen ( die Nachrichten werden digital signiert )

So können nicht zuletzt Angriffe verhindert werden, bei denen etwa ein Angreifer die Daten eines Drucksensoren derart manipuliert, dass er niedrigere Werte sendet als tatsächlich gemessen wurde – und so unter Umständen ein Explosionsrisiko herbeiführt.

Identification, authorization, and trust. 

Identifizierung und Autorisierung von M2M-Geräten in einer dynamischen und weitgehend autonomen Welt stellen  Forschung und Wirtschaft vor neue Herausforderungen. Authentifizierungsmechanismen sollten Seite an Seite mit verteiltem Trust-Management und Überprüfungsmechanismen arbeiten. Je zwei beliebige M2M-Geräte sollten in der Lage sein, eine sichere Kommunikationsverbindung zueinander aufzubauen  und diese zu verifizieren. Dieses Ziel ist  in Umgebungen ohne vorhandene Sicherheitsinfrastruktur an Ort und Stelle sicherlich schwieriger zu erreichen.

Trust wird eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung neuer Identifizierungs- und Authentifizierungssysteme für M2M sein. Da Authentifizierung mit Identifikation zusammenhängt,  werden M2M-Systeme wahrscheinlich  eine Art von Sicherheitskennung beinhalten müssen, um  Informationen zur Identifizierung des Gerätes oder der Anwendung mit einem geheimen kryptographischen Schlüssel zu sichern. Aktuelle Vorschläge verweisen auf die Verwendung von X.509 basierenden zertifizierte sicheren Identifikatoren, beispielsweise unter Verwendung von IEEE 802.1AR, oder auf dem anderen Ende auf selbst ausgestellte und unzertifizierte sichere Kennungen, auch als kryptographisch erzeugten Identifikatoren bezeichnet.

Da M2M-Systeme erfordern, dass der Datenschutz gegen die Offenlegung von Informationen abgewogen wird, werden neue Authentifizierungsmechanismen unter Berufung auf entsprechende sichere Identifikatoren und die Einbeziehung von Datenschutz - bewahrenden Mechanismen erforderlich.

Technologien für Industrie 4.0

Die technologische Basis für Industrie 4.0

Neue Technologien sind erforderlich, um dem Ziel der Smart Factory im Rahmen des initiierten Langzeitziels Industrie 4.0 näherzukommen. Dabei kommt neue Geräte, die im Rahmen eines Forschungsprojektes entwickelt wurden zum Einsatz und soll vornehmlich an einer Maschine in z.B. einer Produktionshalle angeschlossen werden. Dabei soll das GerätBetriebsdaten der Maschine erfassen, diese teilweise in seinem eingebauten, nicht flüchtigem Speicher festhalten und dann an das übergeordnete Hauptsystem weitergeleitet. Die Anbindung mehrerer Maschinen an die Plattform kann realisiert werden durch das Anbinden mehrerer solcher Geräte.

Dieses Forschungsprojekt soll durch die Schaffung einer universell einsetzbaren, standardisierten Plattform, die Möglichkeit bieten , alle an das Smart Device angeschlossenen Geräte über diese einerseits zu kommunizieren und zum anderen auch aus der Ferne zu steuern. Obendrein soll in Zukunft nicht nur die Fernwartung möglich, sondern die angeschlossenen Maschinen sollen jederzeit den Zustand bzw. Status angeben und gegebenenfalls notwendige Reparaturen durch Mitteilungen veranlassen.

Die Implementierung und Anwendung soll es ermöglichen die Realisierung des in realen Fabriken(Smart Factory) statt findenden Ergebnisse durchzuführen. Das Wunschziel ist das Device an weitere Maschinen und Schnittstellen anzubinden, als nur durch die Demonstratoren festgelegten. Darüber hinaus ist es auch noch zusätzlich vorgesehen, das Device als Stand-Alone-Gerät offenzuhalten und zu verwenden. Dabei sollen die Einstellungen nachstehend so konfigurierbar sein, als dass die Betriebsdaten ohne die Plattform erfasst und gespeichert werden können. Eine eigens entwickelte Weboberfläche ermöglicht dann die Darstellung und Analyse dieser.

Der Betrieb sowie die Inbetriebnahme der Smart Devices in Produktionshallen findet unter normal herrschenden Bedingungen statt. Relative starke Temperaturschwankungen oder Wettereinflüssen werden somit ausgeschlossen. Im weiteren Verlauf der Entwicklung wäre es denkbar, dass die Geräte auch in Anlagen verbaut werden, die ziemlich hohen bzw. niedrigen Temperaturen ausgesetzt würden. Des Weiteren wäre im Hinblick auf das Design der Hardware die Ausstattung um einen Kühler erweitert und das Gehäuse soll über eine entsprechende IP-Schutzklasse verfügen, falls die Unterbringung in Fabriken, in denen mit Spritzwasser zu rechnen ist, angedacht wäre. Die Betriebsdauer des Device hängt von der Laufzeit von der angebundenen Maschine ab und kann auch 24/7 im Einsatz sein.