Im Fadenkreuz der Hacker

IT-Sicherheit: Forschung in Darmstadt und Langen läuft auf Hochtouren

Darmstadt/Langen -  Ein großangelegter Hackerangriff auf Verkehrssysteme oder Kraftwerke – diese Vorstellung macht Angst. Forscher arbeiten hart daran, mögliche Angriffsziele sicherer zu machen. Es ist ein Wettlauf gegen einen unsichtbaren Gegner. Von Jenny Tobien

Wie schützen sich Unternehmen vor Attacken gegen ihre Rechnernetze? Und falls es tatsächlich zum Alptraum-Szenario kommen sollte, welche Notfallmaßnahmen entwickeln Forscher für diesen Fall? „Jedem muss bewusst sein: Wenn ich digitalisiere, öffne ich ein Einfallstor für Angreifer“, erklärt Professor Stefan Katzenbeisser vom Computer Science Department der Technischen Universität (TU) Darmstadt.

GRUNDRAUSCHEN

Das ist im Großen nicht viel anders als im Kleinen daheim: „Wenn Sie heute einen Rechner kaufen und nichts für die Sicherheit tun – also zum Beispiel keine Firewall installieren und ihn nur direkt an das Internet anschließen – da können Sie sicher sein, dass er innerhalb von fünf Minuten gehackt wird“, sagt Katzenbeisser. Denn es gebe eine Art Grundrauschen automatisierter Angriffe, einen flächendeckenden Beschuss der Rechner mit Virenprogrammen und Phishing-Mails.

Darmstadt gilt deutschlandweit als eine Hochburg für IT-Sicherheit. Manch einer nennt die Stadt in Anlehnung an das kalifornische Silicon Valley sogar „Security Valley“. Tatsächlich arbeiten hier Hunderte Experten im Bereich Cybersicherheit. So auch Matthias Schulz. Der wissenschaftliche Mitarbeiter der TU steht unter einer silbergrauen Plane und schaut gebannt auf sein Smartphone. Das behelfsmäßige Zelt ist in der Ecke eines Büroraums aufgespannt. Was aussieht wie eine selbstgebaute Kinderhöhle, ist eine Konstruktion, die der Forschung dient. Ähnlich wie bei Strom in einem Faradayschen Käfig ist man darin gegen Funksignale abgeschottet.

Schulz’ Kollegen beschäftigen sich schon länger mit der Frage, was es bedeutet, wenn kritische Infrastrukturen – aus welchen Gründen auch immer – nicht mehr funktionieren. Im Falle einer Katastrophe würden nach kurzer Zeit auch die Kommunikationsnetze ausfallen, zumindest die in den privaten Händen, erläutern sie.

NOT-NETZ

Deshalb haben die Wissenschaftler zusammen mit der Uni Kassel, dem Bundesamt für Bevölkerungsschutz und dem Bundesforschungsministerium die App „Smarter“ entwickelt. Über solch ein System kann künftig vielleicht in Krisenlagen kommuniziert werden, wenn das Mobilfunknetz zusammengebrochen ist und es keine Internetverbindung gibt.

Wie das funktioniert? Ähnlich wie bei Funkgeräten. Über den WLAN-Chip verbindet sich das Telefon mit einem anderen Smartphone, auf dem die App geladen ist. Dieses wiederum vernetzt sich mit weiteren Geräten im Umfeld. „Im freien Feld bekommen wir Reichweiten von 250 Metern von Smartphone zu Smartphone hin“, erläutert Schulz. Über dieses Ad-hoc-Netz können digitale Hilferufe oder Lebenszeichen bei jedem Funkkontakt zweier Telefone weitergeleitet werden, bis sie das Zielgerät erreichen.

„Denkbar ist auch, dass wir mit Hilfe von Drohnen bei Katastrophen Ad-Hoc-Luftbrücken bauen, etwa um zwischen Teilnehmern, die voneinander abgeschnitten sind, wieder eine Kommunikation herzustellen. Oder auch um sich ein Bild von der Lage vor Ort zu machen“, berichtet Schulz über das Forschungsprojekt namens „Nicer“.

Hier kommt Stefan Kohlbrecher ins Spiel, der an der TU im Bereich Robotics forscht. Mit seinem Team entwickelt er autonom operierende Roboter verschiedenster Art. „Stellen wir uns vor, es gibt in einem Kraftwerk ein Problem und die Kommunikation bricht zusammen. Dann könnten die Rettungskräfte ihr eigenes Kommunikationsnetzwerk aufbauen, indem sie eine Drohne hinschicken, die Daten einsammelt und diese wieder in der Kommandozentrale ablädt“, sagt er.

DIE FLUGSICHERUNG

Während sich die Darmstädter Forscher mit Worst-Case-Szenarien befassen, versuchen die Unternehmen zu verhindern, dass es überhaupt soweit kommt. Besuch bei der Deutschen Flugsicherung, der DFS in Langen. Auf dem Campus, wenige Kilometer von Darmstadt entfernt, gelten erhöhte Sicherheitsmaßnahmen. „Früher konnten sich Besucher hier recht frei bewegen“, sagt die Pressesprecherin, die ihren Gast nach dem Sicherheitscheck in Empfang nimmt. Seit den Terroranschlägen vom 11. September 2001 seien die Regeln immer weiter verschärft worden. „Inzwischen sind wir hier sehr abgeschottet.“

Auf dem Campus befindet sich eine von vier DFS-Kontrollzentralen in Deutschland. Dort und im Tower an 16 Flughäfen sind die rund 2000 DFS-Lotsen im Einsatz. Täglich überwachen sie bis zu 10 000 Flüge im deutschen Luftraum. Unterstützt werden sie von einem komplexen Radar- und Computersystem. Wie sicher ist ihre Technik vor Hacker-Angriffen?

„Die absolute Sicherheit gibt es nie. Aber dass jemand von außen hineinkommt, ist schon sehr unwahrscheinlich“, sagt ein DFS-Experte. Das operative System sei von der Außenwelt abgeriegelt. Über das geschlossene Netz werden Fluginformationen und Radardaten übertragen. Es sei streng getrennt von dem Netz für die Bürokommunikation, das mit dem Internet verbunden und das regelmäßig automatisierten Hackerattacken ausgesetzt ist.

In der Kontrollzentrale, deren Gebäude autark ist und ein eigenes Heizsystem und eine eigene Stromversorgung besitzt, gilt eine besondere digitale Schutzklasse. „Wir nennen es Schalenmodell“, erläutert der Experte. Es gebe mehrere Lagen von Firewall-Ringen. „Durch die muss ein Angreifer erstmal durch, bis er an den Kern unseres operativen Geschäfts käme.“ Bislang sei erst eine Attacke registriert worden. Im Herbst habe ein Angreifer mit chinesischer Adresse versucht, einzudringen. Er sei aber schon an der ersten Schicht gescheitert.

Wenn also das System nach außen gut geschützt ist, wie sieht es mit der Sicherheit in den eigenen Reihen aus? Wenn jemand überhaupt zuschlagen kann, dann wohl als „Innentäter“. Doch auch hier wird vorgesorgt. Von den insgesamt 5400 DFS-Mitarbeitern sind mehr als ein Drittel sicherheitsüberprüft vom Bundesamt für Verfassungsschutz. Die restlichen Kollegen, die in weniger kritischen Bereichen arbeiten, werden auch gecheckt, allerdings nicht ganz so streng.

An der fortschreitenden digitalen Vernetzung führt für die Luftraumüberwacher kein Weg vorbei. Auch wenn neue Gefahren drohen. Denn mit der analogen Punkt-zu-Punkt-Verbindung, über die die Kontrollzentren früher mit den Radaranlagen verbunden waren, ist der angestiegene Luftverkehr nicht mehr zu bewältigen. Dabei ist man sich in Langen sicher: „Die gezielten Hackerangriffe werden zunehmen.“

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DIE BAHN

Zurück in Darmstadt. Hinter dem Hauptbahnhof liegt das sogenannte Eisenbahnbetriebsfeld. Der Anblick ließe wohl das Herz jedes Modellbahnfans höher schlagen. Die Simulationsanlage stellt den komplexen Bahnbetrieb im Kleinen dar, und das schon seit mehr als 100 Jahren. Zu sehen gibt es Bahnübergänge, Signale und vier Generationen von Stellwerksanlagen. Hier werden Sicherheitstests durchgeführt – künftig sollen auch Cyberattacken durchgespielt werden. Die Bahn plant in den kommenden Jahren ein großes Digitalisierungsprogramm. So soll das Stellwerksystem vernetzt und die Zug-zu-Zug-Kommunikation ausgebaut werden. Ein Ziel ist, die Abstände zwischen den Zügen zu verringern und mehr Züge auf die Strecke zu bringen.

Christian Schlehuber, Teamleiter Cybersecurity bei der DB Netz AG, ist sich bewusst, dass mehr Vernetzung auch mehr Risiko durch Angreifer bedeutet. Also von Verspätungen bis zum absichtlichen Herbeiführen von Unfällen. „Eine hundertprozentige Sicherheit gibt es nie. Aber man muss zumindest sagen können: 'Wir haben das getan, was möglich war'.“ Für den Modernisierungsprozess hat sich die DB Netz AG Unterstützung von Experten gesucht.

 „Viele kritische Infrastrukturen sind noch immer nicht digital, die analogen Strukturen teils Jahrzehnte alt“, sagt Professor Christoph Krauß vom Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie. Gemeinsam mit Fraunhofer, der TU und der Technikfirma Sysgo AG soll nun ein Sicherheitskonzept für die Bahn erstellt werden. „Es geht beispielsweise darum, die Kommunikation abzusichern, dass ein Angreifer keine Manipulationen durchführt und etwa eine 1 in eine 0 ändert und ein falsches Steuersignal herbeiführt“, erläutert Krauß. (dpa)

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