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Sicherheit für das Energieinformationsnetz
      Datensicherheit im Smart Grid


                Claudia Eckert

                Lehrstuhl für Sicherheit in der Informatik
                Fraunhofer AISEC, München
Überblick




1. Motivation
2. Bedrohungslage und Herausforderungen
3. Lösungsansätze
4. Take home Message
Sichere IKT im Smart Grid

IKT: „Nervensystem“ des SmartGrid
      „Nervensystem
• Steuerung und Überwachung der Energieversorgung
• Erfassen der Energiedaten: welche Daten wofür für wen, wann
                                       Daten, wofür,    wen
Störung des ‚Nervensystems‘: u.a.
• korrekte Daten in falschen Händen: Vertraulichkeit?
• falsche, veraltete Daten in richtigen Händen: Betriebssicherheit?
SmartGrid


Hohe
Verletzlichkeit
des Nerven-
d N
Systems

Datenschutz
bei SmartMetern
ist nur ein
Aspekt der
Sicherheit im
Si h h it i
Smart Grid
Bedrohungslage und Herausforderungen


Bedrohungen für Komponenten

                  Beispiel: SmartMeter
                       p
                  Fraunhofer AISEC Lab:
                  • ‚Hacking‘ handelsüblicher Smart Meter
                  Ausspähen sensitiver Daten,
                  Einschleusen gefälschter Daten
                  Gefälschte Steuerungssignale …

Herausforderungen:
 Manipulationsresistente Hardware
 Sichere Komponenten Identifikation (Machine to Machine)
          Komponenten-Identifikation (Machine-to-Machine)
Bedrohungslage und Herausforderungen


Bedrohungen für Dienste
• Manipulierte Dienste/Systeme
• Stö
  Störung sicherheitskritischer P
           i h h it k iti h Prozesse
Beispiel:
• Einschleusen von Schadcode
 z.B. Stuxnet-Wurm im Kernkraftwerk
      Stuxnet Wurm
Herausforderungen:
• Zuverlässige Abschottungen (Kaskadeneffekte verhindern)
• Selbst-Überwachung (Aufbau eines ‘Immunsystems’)
• Autonome Reaktion (kontrollierte ‘Selbst Heilung’ )
                                   ‘Selbst-Heilung’
Sicherheit im Smart Grid


            Herausforderungen

Innovative Sicherheitstechnologien und -Architekturen:
   • M i l ti
      Manipulationsresistente Hardware
                       it t H d
   • Sichere Identität auch von technischen Komponenten
   • Si h
      Sichere S ft
              Software-Architekturen
                        A hit kt
   • Selbst-überwachende Systeme
Sicherheitslösungen (TUM, AISEC)
Beispiele
B i i l
Sicherer SmartMeter/Gateway
                          y
•   Vertrauenswürdiges Hardware-Modul:
    Privacy by Design manipulationssresistent sichere Identität
               Design, manipulationssresistent,
Sicherheitslösungen (TUM, AISEC)
Beispiele
B i i l

Sichere Software-Systeme
 • Sicherheitsarchitekturen: Virtualisierung, Multi-Core
     Secure by Design: Isolierung Selbst Überwachung …
                       Isolierung, Selbst-Überwachung,
Sicherheitslösungen (TUM, AISEC)
Beispiele
B i i l

 Verbesserte Angriffserkennung
 Erkennung von Schadcode: Honey-Net,
  Secure in O
  S      i Operation mit maschinellem L
                ti    it     hi ll    Lernen
Take home Message


IKT ist das Nervensystem des Smart Grid:
• Unerlässlich für Steuerung und Kontrolle
• Schutz vor Störungen und Manipulationen ist essentiell
• Smart Grid ist eine kritische Infrastruktur
    • Tatort: Informations-, Identitätsdiebstahl
              Informations
    • Tatwaffe: Versorgungssicherheit
Herausforderung:
Hera sforder ng
• Secure by Design & Secure in Operation
  innovative Si h h it lö
  i      ti Sicherheitslösungen & A hit kt
                                &-Architekturen ( l B i i l )
                                                  (vgl. Beispiele)
Umsetzung in die Praxis:
•S d
 Standort Mü h : F
           München Forschung, IKT I d
                          h     IKT-Industrie u. E
                                           i     Energiewirtschaft
                                                        i i     h f
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit




                     Claudia Eckert


                     TU München, Lehrstuhl für Sicherheit in der
                                   Informatik
                     Fraunhofer AISEC, München



                     E-Mail:      claudia.eckert@sec.in.tum.de
                     Internet:    http://www.sec.in.tum.de
                                  http://www.aisec.fraunhofer.de

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  • 1. Sicherheit für das Energieinformationsnetz Datensicherheit im Smart Grid Claudia Eckert Lehrstuhl für Sicherheit in der Informatik Fraunhofer AISEC, München
  • 2. Überblick 1. Motivation 2. Bedrohungslage und Herausforderungen 3. Lösungsansätze 4. Take home Message
  • 3. Sichere IKT im Smart Grid IKT: „Nervensystem“ des SmartGrid „Nervensystem • Steuerung und Überwachung der Energieversorgung • Erfassen der Energiedaten: welche Daten wofür für wen, wann Daten, wofür, wen Störung des ‚Nervensystems‘: u.a. • korrekte Daten in falschen Händen: Vertraulichkeit? • falsche, veraltete Daten in richtigen Händen: Betriebssicherheit?
  • 4. SmartGrid Hohe Verletzlichkeit des Nerven- d N Systems Datenschutz bei SmartMetern ist nur ein Aspekt der Sicherheit im Si h h it i Smart Grid
  • 5. Bedrohungslage und Herausforderungen Bedrohungen für Komponenten Beispiel: SmartMeter p Fraunhofer AISEC Lab: • ‚Hacking‘ handelsüblicher Smart Meter Ausspähen sensitiver Daten, Einschleusen gefälschter Daten Gefälschte Steuerungssignale … Herausforderungen:  Manipulationsresistente Hardware  Sichere Komponenten Identifikation (Machine to Machine) Komponenten-Identifikation (Machine-to-Machine)
  • 6. Bedrohungslage und Herausforderungen Bedrohungen für Dienste • Manipulierte Dienste/Systeme • Stö Störung sicherheitskritischer P i h h it k iti h Prozesse Beispiel: • Einschleusen von Schadcode z.B. Stuxnet-Wurm im Kernkraftwerk Stuxnet Wurm Herausforderungen: • Zuverlässige Abschottungen (Kaskadeneffekte verhindern) • Selbst-Überwachung (Aufbau eines ‘Immunsystems’) • Autonome Reaktion (kontrollierte ‘Selbst Heilung’ ) ‘Selbst-Heilung’
  • 7. Sicherheit im Smart Grid Herausforderungen Innovative Sicherheitstechnologien und -Architekturen: • M i l ti Manipulationsresistente Hardware it t H d • Sichere Identität auch von technischen Komponenten • Si h Sichere S ft Software-Architekturen A hit kt • Selbst-überwachende Systeme
  • 8. Sicherheitslösungen (TUM, AISEC) Beispiele B i i l Sicherer SmartMeter/Gateway y • Vertrauenswürdiges Hardware-Modul: Privacy by Design manipulationssresistent sichere Identität Design, manipulationssresistent,
  • 9. Sicherheitslösungen (TUM, AISEC) Beispiele B i i l Sichere Software-Systeme • Sicherheitsarchitekturen: Virtualisierung, Multi-Core Secure by Design: Isolierung Selbst Überwachung … Isolierung, Selbst-Überwachung,
  • 10. Sicherheitslösungen (TUM, AISEC) Beispiele B i i l Verbesserte Angriffserkennung  Erkennung von Schadcode: Honey-Net, Secure in O S i Operation mit maschinellem L ti it hi ll Lernen
  • 11. Take home Message IKT ist das Nervensystem des Smart Grid: • Unerlässlich für Steuerung und Kontrolle • Schutz vor Störungen und Manipulationen ist essentiell • Smart Grid ist eine kritische Infrastruktur • Tatort: Informations-, Identitätsdiebstahl Informations • Tatwaffe: Versorgungssicherheit Herausforderung: Hera sforder ng • Secure by Design & Secure in Operation innovative Si h h it lö i ti Sicherheitslösungen & A hit kt &-Architekturen ( l B i i l ) (vgl. Beispiele) Umsetzung in die Praxis: •S d Standort Mü h : F München Forschung, IKT I d h IKT-Industrie u. E i Energiewirtschaft i i h f
  • 12. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Claudia Eckert TU München, Lehrstuhl für Sicherheit in der Informatik Fraunhofer AISEC, München E-Mail: claudia.eckert@sec.in.tum.de Internet: http://www.sec.in.tum.de http://www.aisec.fraunhofer.de