Product Protection and Industrial Security

Heutige Automotive-Systeme bestehen aus komplexen und verteilten Strukturen und umfassen teilweise mehr als 100 elektronische Steuergeräte (ECUs). In Zukunft wird die Anzahl elektronischer Bauteile weiter ansteigen. Auch der zunehmende Trend zur Zentralisierung lässt das Bedrohungspotenzial für solche Systeme ganz erheblich steigen. Um die mit der IT-Durchdringung verbundenen Chancen für OEMs, Zulieferer, Kfz-Werkstätten, Service-Anbieter etc. nutzbar zu machen, ist die Sicherheit der eingesetzten Technologien eine unabdingbare Voraussetzung.

Das Fraunhofer AISEC unterstützt OEMs, Zulieferer, Gerätehersteller und Systemintegratoren bei der Entwicklung, Umsetzung und Integration sicherer Fahrzeugfunktionen, Anwendungen und Mehrwertdienste und hilft somit, innovative Produkte durch den Ansatz »Safety by Security« erst zu ermöglichen.

Das Fraunhofer AISEC verfügt dazu über ein breit gefächertes Spektrum an Kompetenzen zur Absicherung sowohl der internen als auch externen Fahrzeugkommunikation unter Verwendung Automotive-tauglicher Sicherheitsmechanismen und -protokolle. Unsere Mitarbeitenden setzen sich intensiv mit dem neuen Standard ISO/SAE 21434 auseinander, der Automobilhersteller dabei unterstützen soll, bereits bei der Entwicklung von Fahrzeugen die Vorbeugung gegen Cyber-Angriffe nachzuweisen.

Wir beraten und bieten Lösungen zur sicheren Funktionsfreischaltung, zur sicheren Ankopplung von Backend-Diensten, oder auch zur Abwehr von Angriffen. Im Bereich der In-Vehicle-Systeme entwickelt das Fraunhofer AISEC Sicherheitsmechanismen, die insbesondere auch die Funktionssicherheit (engl. safety) der Fahrzeugkomponenten erhöhen. Zusätzlich werden Konzepte entwickelt und umgesetzt, die eine sichere Integration von Fahrzeugkomponenten in bestehende oder neue Automotive-Systeme ermöglichen.

Industriesysteme übernehmen immer komplexere Aufgaben und interagieren zunehmend stärker untereinander und mit anderen Systemen. Die dabei neu auftretende Vernetzung vormals isolierter Anlagen stellt eine Herausforderung an die IT-Sicherheit dieser Systeme dar. Viele Anlagen und deren Komponenten sind für diese Änderungen nur unzureichend geschützt, da im Industrieumfeld die Systeme zwar in Bezug auf Betriebssicherheit (Safety) abgesichert werden, aber oftmals keine integrierten Sicherheitsmaßnahmen im Sinne der Security besitzen. Hat ein Angreifer erstmal Zugriff auf einen Teil der Anlage erlangt, ist es ein Leichtes, weitere Teile der Anlage auszuspähen oder zu manipulieren.

Angriffe auf Industrieanlagen können für Betreiber wie auch für Anlagenbauer sowohl mit Reputationsverlusten als auch mit konkretem finanziellem Schaden verbunden sein. Im Extremfall entsteht in sensiblen Bereichen durch einen fehlenden Schutz gegenüber Angreifern auch eine Gefährdung im Sinne der Safety.

Durch die unlautere Nachahmung von Produkten, Komponenten und Design entstehen große Schäden, die immer neue Rekordwerte erreichen. Die negativen Auswirkungen von Technologiediebstahl und Produktpiraterie sind eine ernstzunehmende Bedrohung. Die Hersteller verlieren Marktanteile und erleiden Imageschäden. Konsumenten nutzen (oft unbewusst) minderwertige Produkte, deren Sicherheit, Funktionstüchtigkeit und Zuverlässigkeit in Frage steht. Durch Investitionsrückgang, Arbeitsplatzabbau und Steuerausfälle werden letztlich sogar Volkswirtschaften geschwächt.

Eingebettete Systeme sind Bestandteil vieler moderner Investitions- und Konsumgüter. Wird auf vorbeugenden technologischen Schutz verzichtet, eröffnen sich Angriffsmöglichkeiten auf Hard- und Software in eingebetteten Systemen. Die Bandbreite der Angriffe reicht dabei vom gezielten Modifizieren bis hin zum vollständigen Reverse Engineering und Produktpiraterie. Wir bieten die Entwicklung und Implementierung geeigneter Maßnahmen an der Elektronik und Software, um dem entgegenzuwirken. Die Durchführung von Penetrationstests und Source Code Security Audits ist ebenfalls Bestandteil des Leistungsangebots.

Die zunehmende Komplexität der vernetzten Systeme und die Vielfalt der Hard- und Softwarekomponenten erfordert neue Systemarchitekturen sowie Methoden und Werkzeuge, um konzeptionelle Security-Schwachstellen systematisch und frühzeitig zu identifizieren und die entsprechenden Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Das Fraunhofer AISEC verfügt über das entsprechende Know-how und Erfahrungen im Bereich Security-Risikoanalysen, um Unternehmen bei der Entwicklung und Anpassung entsprechender praxiserprobter Methoden zu unterstützen und sie in bestehende Prozesse zu überführen:

• Durchführung von Security-Risikoanalysen
• Risikobeurteilung und Erhebung von Sicherheitsanforderungen
• Interaktion der Risikobewertung mit Design, Spezifikation, Implementierung, Test, Incident Response
• Integration von Sicherheitsaspekten in Software-Lifecycle-Prozesse

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Das »Internet of Things« (IoT) mit seinen unterschiedlichen Ausprägungen wie Industrie 4.0, Informations- und Kommunikationstechnologie, Smart Home oder vernetzten Autos ist nur mit einem Höchstmaß an Sicherheit möglich. Dabei gehen die Anforderungen über klassische IT-Sicherheit hinaus. Vielmehr wird hier von der Sicherheit physischer Systeme, der Cyber Physical Security oder eingängiger von der Cybersicherheit gesprochen.

Typische Anwendungsfälle sind: 

• Authentifizierung von Komponenten mit ihrer eindeutigen Identität
• Überwachung und Gewährleistung der Systemintegrität
  
• Schutz von Daten und der Kommunikation.
  

Für entsprechende Lösungskonzepte bieten wir integrierte Systemlösungen, die auf sicherer Hardware basieren und so die Infrastruktur und Komponenten vor Angriffen, Betrug und Sabotage schützen.

Security Code Analysen können bereits während der Implementierungsphase oder in der frühen Testphase durchgeführt werden, um Risiken auf Grund von Implementierungsschwachstellen zu erkennen und zu beheben.
 
Hierfür verwendet das Fraunhofer AISEC ein stetig weiterentwickeltes Set aus Open Source Tools und Eigenentwicklungen, um eine Tool-gestützte manuelle Analyse durchzuführen. Spezialisiert haben wir uns hierbei auf eingebettete Systeme mit C/C++ Code. Das Tooling vereint Analysen auf verschiedenen Repräsentationen des Quellcodes, um den Code sowohl syntaktisch als auch semantisch zu erfassen und damit Zusammenhänge und logische Fehler zu erkennen.
 
Das Fraunhofer AISEC kann auf mehrjährige Erfahrung im Bereich Security Code Analyse zurückgreifen und hat bereits Analysen für Kunden verschiedenster Domänen wie Automotive, Medizin oder Industrie 4.0 durchgeführt. Insbesondere in der Automotive-Domäne wurde ein umfangreiches Wissen zu Programmierstandards, Bibliotheken und Frameworks aufgebaut.

Zur Überprüfung der Sicherheit eines Systems oder einer Komponente ist eine rein theoretische Analyse des Sicherheitskonzepts nicht ausreichend. Penetrationstests hingegen geben Aufschluss über tatsächliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Angriffen. Unsere Erfahrung zeigt, dass Konzepte teils fehlerhaft umgesetzt werden und sich Schwachstellen im Zusammenspiel mit anderen Hard- und Softwarekomponenten erst ergeben.

Die Forschungsabteilung PIN versteht sich darin, Hard- und Software in einem Penetrationstest ganzheitlich zu betrachten. Unsere Mitarbeitenden verfügen über eine jahrelange Erfahrung in Industrieprojekten. Weiterhin werden aber auch mit Hilfe wissenschaftlicher Methoden neue Angriffsvektoren entsprechend des Kundenbedarfs entwickelt. Das Spektrum der Untersuchungen reicht von Steuergeräten über vernetzte Systeme und Anwendungssoftware, bis hin zu Industrieanlagen oder vollständigen Fahrzeugen. Zahlreiche Laborräume am Institut komplettieren den möglichen Leistungsumfang.

• Angriffe auf Confidentiality, Integrity, Authenticity von Informationen auf Bussystemen
• Sicherheitstests auf Debug-Schnittstellen in Mikrocontrollern
• Sicht- und zugangsgeschützte Stellplätze im Gebäude für große Versuchsaufbauen bis hin zu mehreren Fahrzeugen