C²PANDA Kompetenzzentrum gegen Cyber­angriffe der FH Dortmund

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Die FH Dortmund startet mit C²PANDA ein Forschungszentrum für IT-Sicher­heit und Forensik. Das Reallabor simuliert moderne Rechenzentren, um Angriffe und Analyseverfahren unter Extrembedingungen zu un­ter­suchen.

Die Fachhochschule Dortmund hat eine nach eigenen Angaben bundesweit einzigartige For­schungsumgebung für IT-Sicherheit und digitale Forensik entwickelt. Das Projekt Competence Center for Packet Acquisition and Network Data Analysis, kurz „C²PANDA“, wird mit knapp drei Millionen Euro von aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) ge­fördert.

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Enorme Forschungsinfrastruktur mit 800 Gbit pro Sekunde

Das große Ziel der Fachhochschule ist es, drängende Fragen der digitalen Sicherheit zu beant­worten. Denn nahezu alle sensiblen Daten in Cloud-Diensten, beim Online-Banking und in der digitalen Verwaltung, werden über Hochgeschwindigkeitsnetzwerke übertragen, die immer schneller werden. Genau hier entsteht der FH nach eine gefährliche Sicherheitslücke: „Niemand weiß derzeit, wie sich Sicherheitsmechanismen bei extrem hohen Datengeschwindigkeiten verhalten“, erklärt Prof. Dr. Daniel Spiekermann, der das Projekt C²PANDA leitet. „Das ist, als würde man eine Verkehrszählung, die in der 30er-Zone gut funktioniert, mit der gleichen Personalstärke an der Autobahn durchführen wollen.“ Prof. Spiekermann lehrt am Fachbereich Informatik der FH Dortmund.

Moderne Rechenzentren arbeiten bereits heute mit Geschwindigkeiten von 100 Gigabit und Millionen von Datenpaketen pro Sekunde. Die neue Forschungsinfrastruktur der FH Dortmund will sogar das Achtfache dieser Geschwindigkeit erreichen können: 800 Gigabit pro Sekunde. Bei solchen Übertragungsraten würden herkömmliche Überwachungs- und Aufzeichnungs­systeme oftmals versagen und Cyberangriffe würden unentdeckt bleiben.

Erschwerend komme hinzu, dass die digitale Welt zunehmend virtuell ist. Rechner existieren nicht mehr als physische Geräte, sondern als Software-Simulationen, die per Mausklick erstellt, verschoben und wieder gelöscht werden können. „Da kann ich kein Kabel mehr einstecken, um Daten aufzuzeichnen, weil es diese Geräte gar nicht mehr physisch gibt“, erklärt Spiekermann.

Für die Strafverfolgung werde die Spurensicherung dadurch erschwert. Die Frage ist: Wie lässt sich noch feststellen, ob ein Cyberangriff stattgefunden hat, wenn sich virtuelle Maschinen innerhalb von Sekundenbruchteilen in andere Länder verschieben lassen? Wie können Er­mittler den Datenfluss überwachen, wenn Täter aus der Cloud agieren und mit Ge­schwin­dig­keiten arbeiten, die kein System aufzeichnen kann?

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Reallabor für die Gefahren von morgen

Genau hier setzt C²PANDA mit ihrer Testumgebung an. Im Miniaturformat werden hier mo­der­ne Rechenzentren und Cloud-Infrastrukturen nachgebildet. Konkret seien es gerade mal drei Serverschränke, sagt Prof. Spiekermann. Doch die Technik darin habe es in sich. Die Hoch­leis­tungs­server ermöglichen der FH nach eine Umgebung, in der realistische Angriffsszenarien durchgespielt und neue Analysemethoden entwickelt werden können, ohne reale Systeme zu gefährden. „Wir wollen in dieser geschützten Umgebung herausfinden: Welche Spuren hinterlassen Angreifer bei hohen Geschwindigkeiten überhaupt noch? Wie können IT-Sicherheitsfirmen feststellen, ob Daten kopiert wurden? Und wie lassen sich Ermittlungen führen, wenn alles virtuell ist?“, sagt Prof. Spiekermann.

Ein besonderer Clou seien die „programmierbaren Netzwerke“. Anstatt bei jedem Test mühsam Kabel umzustecken oder Hardware auszutauschen, lasse sich die Infrastruktur flexibel an­passen und hardwarebasierte Komponenten als Software bereitstellen. Die Forschenden könnten damit nicht nur festlegen, wie das Netzwerk auf bestimmte Datenpakete reagiert, sondern die Netzwerkkomponenten so umprogrammieren, dass sie auf gänzlich neue Pro­tokolle und Anwendungen regieren. „Übertragen auf den Straßenverkehr heißt das, wir legen nicht nur Ampelphasen und Umleitungen fest, sondern erfinden ganz neue Verkehrs­schil­der und definieren ihre Bedeutung“, erklärt Prof. Spiekermann. Diese Flexibilität bilde einen wichtigen Grundstein, um Sicherheitsmechanismen der Zukunft zu erforschen.

Das Projekt wird gemeinsam mit führenden Unternehmen und Behörden umgesetzt. Das IT-Sicherheitsunternehmen G Data Advanced Analytics aus Bochum, der Netzwerkspezialist Neox Networks, Cybersense aus Dortmund und das Landeskriminalamt Niedersachsen bringen ihre Expertise ein. Die Ergebnisse sollen nicht nur der Wissenschaft zugutekommen, sondern die Infrastruktur werde auch als Trainingsumgebung für Forensiker und IT-Sicherheitsspezialist genutzt. Entwickelte Methoden und Werkzeuge sollen als Open-Source-Lösungen veröffentlicht werden, damit auch kleine und mittelständische Unternehmen von den Erkenntnissen profitieren können.

Das Projekt läuft bis 2028 und wird vom Land NRW mit 2,95 Millionen Euro aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert.

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