Cyber-Security Forscher wollen IoT-Anwendungen wesentlich sicherer machen

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Die Digitalisierung durchdringt zunehmend alle Bereiche unseres Lebens, sagen Experten. Doch wo bleibt die Sicherheit? Bremer Forscher wollen die nun ein Stück weit mehr garantieren helfen.

Über das sogenannte „Internet of Things“ (IoT) lassen sich Gegenstände heute so miteinander vernetzen, dass sie uns den Alltag in vielerlei Hinsicht erleichtern. Doch beim Umgang mit sensiblen Daten und Geräten bestehen jedoch erhebliche Risiken. Im Projekt Saspit hat sich nun deshalb ein Konsortium unter Leitung des Deutschen Forschungszentrums für künstliche Intelligenz (DFKI) das Ziel gesetzt, eine zertifizierbare IoT-Sensorplattform mit umfassenden Sicherheitsgarantien zu entwickeln. Für eine breite und flexible Anwendung setzen die Partner auf quelloffene Hardware- und Softwarestandards. Das hat seinen Grund:

Auch private IoT-Installationen sind gefährdet

Denn immer mehr Menschen statteten ihre Wohnumgebung oder ihr Arbeitsumfeld mit IoT-Komponenten aus, wozu etwa Strommessgeräte, Temperatursensoren oder Kameras gehörten. Das bringe zwar viele Vorteile, denn diese Art Stromzähler ermöglichen die Nutzung verbrauchsoptimierter und damit günstigerer Stromtarife und durch eine smarte Steuerung von Heizung oder Klimaanlage lassen sich Strom und CO₂ einsparen. Und Überwachungskameras nebst Brandmelder sorgen für zusätzliche Sicherheit. Demgegenüber stehen jedoch, wie gesagt, erhebliche Sicherheitsbedenken. Denn zum einen finden beim Einsatz von IoT-Systemen in der Regel private und sensible Daten Verwendung und zum anderen sind die Geräte mitunter an sicherheitskritischen Stellen installiert. Gleichzeitig mangle es an hinreichenden Sicherheitsstandards. Ein Umstand, der nicht nur dem enormen Kostendruck, sondern auch der fehlenden Standardisierung in diesem Bereich geschuldet sei. Vorfälle, wie das Leck privater Live-Videos bei einem amerikanischen Hersteller von Security-Technik, unterstreichen die Dringlichkeit für eine Lösung dieses Problems. Hier setzt das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert seit dem 1. Mai 2023 das Projekt mit rund 3,3 Millionen Euro. Es soll bis 2026 laufen.

Quelloffene Systeme bringen viele Vorteile ins Spiel

Um die Wiederverwendbarkeit für andere Marktteilnehmer zu gewährleisten, streben die Saspit-Partner bei der Plattformentwicklung weitgehende Quelloffenheit an. Diese Entscheidung bringe auch ein hohes Maß an Flexibilität für die Endnutzer mit sich, die bei der Geräteauswahl nicht an einen bestimmten Hersteller gebunden seien. Der Entwurf der für den „Smart Home“-Kontext spezialisierten Prozessoren erfolgt auf Basis der Risc-V-Architektur. Diese offene Hardware-Architektur gilt als unabhängige und günstige Alternative zu den großen Chip-Herstellern. Sie sei insbesondere in Zeiten von Halbleiter-Lieferengpässen ein Schlüssel, um das Tor zur digitalen Souveränität Deutschlands zu öffnen. Für die Risc-V-Prozessoren, die mit Sensoren und Aktoren erweitert werden, entwickeln die Partner eine generische, quelloffene Software-Architektur. So entstehe ein Gesamtsystem aus „intelligenten“ IoT-Sensoren, die sich als Plattformknoten zu Netzwerken kombinieren lassen, wie die Forscher erklären. Damit könnten zum Beispiel ganze Mietwohnungsblöcke sicher vernetzt werden. Dafür soll auch eine passende Management-Infrastruktur umgesetzt werden, die die Vertraulichkeit der Daten auf den einzelnen Knoten sicherstellt, so die weiteren Informationen zu diesem Forschungsvorhaben.

Datensicherheit soll stets garantiert werden können

Zum Schutz der persönlichen Daten implementieren die Partner spezielle kryptographische Komponenten und Verschlüsselungsverfahren. Sie entwickeln auch Maßnahmen, um diese gegen physische Angriffe stabiler zu machen. Das grundsätzliche Ziel ist es, sowohl bei der Software- als auch der Hardware-Entwicklung die erfolgreiche Verifikation und Zertifizierung mitzudenken und die notwendigen Voraussetzungen dafür zu schaffen, wie es weiter heißt. Das stehe im Gegensatz zu existierenden IoT-Möglichkeiten für den Heimbereich, die bisher keiner Zertifizierung bedürften und deshalb potenziell unsicher seien. Darüber hinaus setzen die Partner auf innovative Strahlungsanalysen, um die Sicherheit der Sensoren auch nach der Herstellung, auf dem Lieferweg und im Betrieb zu garantieren. Dabei erkennt eine direkt auf der Platine aufgebrachte, wie betont wird, einzigartige Strahlungssignatur, wenn nach der Auslieferung Änderungen an einem Gerät vorgenommen worden sein sollten.

Offen Sensorplattform als Basis für die Cyber-Sicherheit

Die geplante Sensorplattform soll als Grundlage für eine einheitliche Sicherheitsarchitektur für IoT-Systeme dienen. Dazu betrachte man alle Ebenen des Systementwurfs und untersuche in verschiedenen Stadien der Wertschöpfungskette Maßnahmen, um die Vertrauenswürdigkeit bis hin zu einem zertifizierungsfähigen System zu erhöhen. Zu den Verbundpartnern gehören neben dem DFKI, die Thermokon Sensortechnik GmbH, die Infosim GmbH & Co. KG, die TÜV Informationstechnik GmbH, die Ingenics Digital GmbH, die Physec GmbH, die Hochschule Rheinmain und die Ruhr-Universität Bochum mit den Lehrstühlen für Security Engineering und für Digitale Kommunikationssysteme. Die Ergebnisse des Projekts werden anhand von Demonstratoren aus dem Bereich der Gebäudetechnik veranschaulicht.

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal Industry of Things.

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