Safe and Secure in die Industrie 4.0 - Eine Blaupause für sichere und zuverlässige industrielle Anwendungen

Die Industrie 4.0 charakterisiert sich durch die globale Vernetzung aller Beteiligten eines Produktionsprozesses und schließt Hersteller und Kunden nicht nur ein, sondern bringt die verschiedenen Parteien näher zusammen. Um dieses angestrebte Ziel greifbar zu machen, müssen die neuen Kommunikationskanäle Vertrauen schaffen, welches nur durch die Einhaltung umfangreicher Schutzziele erreicht werden kann.

Besonders für klassische Maschinenbauunternehmen stellt diese Aufgabe eine große Herausforderung mit immensen Investitionen im Bereich Personal- und Produktentwicklung sowie der Einführung neuer Technologien einhergeht.

Die Arbeitsgruppe Safety und Security der Hochschule Hamm-Lippstadt knüpft genau an dieser Stelle mit einem neuen konzeptionellen Vorgehen an. Hierfür wurden die vorhandenen Erfahrungen eigener Projekte im industriellen Umfeld gebündelt, um ein Konzept in Form einer Best-Practice-Umsetzung für die Industrie zu entwickeln. Aufgrund der Allgemeingültigkeit der gesammelten Safety- und Security-Mechanismen stellt sich dies als ein adaptierbares Verfahren für alle Interessengruppen aus der Industrie dar.

Diese Blaupause inkludiert eine anfängliche Sicherheits- und Risikobewertung und erstreckt sich über alle Ebenen der Produktentwicklung sowie des Prozessmanagements hinweg bis hin zur Betrachtung sicherheitskritischer Komponenten und Daten im Produktlebenszyklus. Hierbei wird neben Security by Design auch die Umsetzung von Sicherheitsmaßnahmen im gesamten Lebenszyklus vorgschlagen.

Das bedeutet, dass sich dieses Modell direkt von Anfang an bei der Entwicklung und Produktion neuer Hard- und Software mit relevanten Sicherheitsthemen befasst und sich bis zur Einbettung sowie Wartung beim Kunden erstreckt und erst bei der Verschrottung und Entsorgung endet.Dabei kommen diverse strukturelle Probleme zum Tragen, wie beispielsweise die eines sicher funktionierenden Schlüsselmanagements und den zu Grunde liegenden Verschlüsselungsverfahren insbesondere bei eingeschränkten Umgebungen, wie leistungsschwachen eingebetteten Systemenen. Des Weiteren müssen alle Sicherheitsziele, über alle Infrastrukturkomponenten hinweg, für die sichere Datenkommunikation gewährleistet sein. Dieses Vorhaben schließt in der Industrie 4.0 auch Cloud-Systeme und Mobile Endgeräte mit ein.

Ebenso gilt es neben den typischen Angriffsvektoren in der Industrie neue Schwachstellen durch Neubewertungen von Bedarfsmaßnahmen zu erfassen und passende Interventionsmaßnahmen durchzuführen. Dafür werden Verfahren und Werkzeuge an die Seite gelegt, die eine Grundsicherung im Rahmen von Penetrationstests gewährleisten.

Alle hier entwickelten und definierten Prozesse werden im Kontext von etablierten nationalen und internationalen Normen durchgeführt, die dem Ziel einer Zertifizierung ermöglich. Der Fokus bezieht sich insbesondere auf die ISO 62443, welche sich besonders an Betreibern von Automatisierungssystemen wendet.

Dieser Vortrag stellt das Vorgehensmodell für die Entwicklung, die Umsetzung und den Betrieb (IT-)sicherer Systeme in der Industrie 4.0 vor und präsentiert erste Ergebnisse einer prototypischen Umsetzung in einem Industriebetrieb. Die zur Definition der Schutzziele zugrunde liegende Risikoanalyse wird dargelegt. Die ganzheitliche Betrachtung bezieht sich auf den gesamten Lebenszyklus des Systems. Das Vorgehensmodell ist im Rahmen eines Forschungsprojektes zur Umsetzung intelligenter, sicherer industrieller Produkte entwickelt worden und wurde vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert. Ziel des Projektes ist neben der konkreten exemplarischen Umsetzung die Schaffung von Best-Practices und Blaupausen für smarte aber sichere industrielle Anwendungen der Zukunft. Hierbei werden vorhandene Standards und Best-Practices vereint und bezüglich spezifischer industrieller Anforderungen konkretisiert und damit handhabbarer gemacht.

Nino Ricchizzi
Nino Ricchizzi

Studium der Mathematik und Informatik, Wissenschaftlicher MItarbeiter und Projektleiter in der Arbeitsgruppe Computer Security...


Jan Pelzl
Jan Pelzl

Prof. Dr. Jan Pelzl...

45 Minuten Vortrag

Einsteiger

Zeit

15:45-16:30
01. Juli


Raum

Raum "Wien/Athen"


Themengebiet

Safety & Security


ID

Mo1.4

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