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Druckdaten schützen und lizenzieren

Stöpsel für den Knowhow-Abfluss

Teile auf die Schnelle beim Dienstleister zu drucken, klingt zunächst nach einer Erleichterung. Doch das Knowhow in diesen Bauteilen muss geschützt sein. Damit beschäftigt sich das Forschungsprojekt ProCloud3D, an dem auch der Verschlüsselungsspezialist Wibu-Systems beteiligt ist.

 (Bild: Wibu-Systems AG)

(Bild: Wibu-Systems AG)

Im deutsch-chinesischen Forschungsprojekt ‚ProCloud3D‘ geht es um die Entwicklung und Erprobung einer cloudbasierten Plattform, über die 3D-Druckprozesse dezentral und verschlüsselt erfolgen sollen. Geraten Konstruktionsdaten 3D-gedruckter Bauteile in die falschen Hände, drohen Knowhow-Verlust, das Überschreiten vereinbarter Stückzahlen beim Druck durch den 3D-Druck-Dienstleister und illegale Nachdrucke durch Produktpiraten oder Sabotage durch Manipulation der digitalen Daten. Die am Projekt beteiligten Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen arbeiten an einer cloudbasierten Lösung, die alle beim 3D-Druck anfallenden Daten über die gesamte Prozesskette und alle beteiligten Dienstleister hinweg schützt. Darüber hinaus streben die Beteiligten eine Standardisierung der entwickelten Schnittstellen sowie der zugrundeliegenden Verschlüsselungstechnologien an.

Demonstrator geplant

Bis zum Projektende im September 2023 sollen die Ergebnisse in einen Demonstrator einfließen, der den gesamten Workflow vom digitalen 3D-Modell über die Cloud zum 3D-Druck-Dienstleister spannt. Auf der Plattform werden die für den Druck erforderlichen Schritte dezentral, automatisiert und verschlüsselt durchgeführt. Die erzeugten Steuerungsdaten werden dem Dienstleister in Echtzeit zur Verfügung gestellt, um sicherzustellen, dass diesem die Modelldaten zu keinem Zeitpunkt vollständig vorliegen. Im Rahmen des Projekts werden ein Web-Frontend, eine Technologiedatenbank mit Prozessparametern, der Postprozessor für die Generierung des Anlagencodes, Hardware- und Softwareschnittstellen sowie eine übergeordnete Sicherheitsinfrastruktur entwickelt. Es entsteht eine Wertschöpfungskette mit übergreifendem Lizenzmanagement, um alle erforderlichen Datentransfer- und Prozessschritte zwischen den beteiligten Parteien zu autorisieren, zu steuern und zu kontrollieren. Wibu-Systems ist mit seiner CodeMeter-Technologie am Projekt beteiligt. Damit können Hersteller ihre 3D-Druckdaten schützen und lizenzieren.

Das Objekt entsteht

Zunächst erfolgt die Modellierung: Designer entwerfen mit Hilfe einer CAD-Software das digitale 3D-Modell eines Objekts. Als nächstes wird mittels einer Slicer-Software aus dem 3D-Modell ein digitales Schichtmodell erzeugt. Dieses wird von Schichthöhen, Drucktemperaturen, Druckgeschwindigkeiten und weiteren Faktoren beeinflusst, etwa den unterschiedlichen Materialeigenschaften von Metall, Harz, Keramik oder Wachs. Aus dem Schichtmodell berechnet die Slicer-Software digitale Druckanweisungen, mit denen das Objekt schließlich gedruckt werden kann. Die Schritte Modellierung, Aufbereitung und Druck können im eigenen Unternehmen erfolgen oder an externe Dienstleister ausgelagert werden. Weitere Schritte, z.B. Überprüfung und Optimierung, könnten sich in Zukunft etablieren. So könnte ein 3D-Modell schon vor dem Druck auf Stabilitätsanforderungen geprüft werden oder ob es mit weniger Material auskommt. Die digitalen Daten des Modells entlang dieser Prozesskette sind schützenswert, besonders dann, wenn Schritte an externe Dienstleister ausgelagert werden. Anderenfalls können Knowhow-Abfluss, fehlende Stückzahlkontrolle, illegale Nachdrucke und Manipulation folgen.

Entwicklungsarbeit schützen

Wibu-Systems hat seine Schutztechnologie CodeMeter so erweitert, dass Hersteller ihr Knowhow, das in 3D-Modellen, Schichtmodellen und Druckanweisungen steckt, schützen können. Damit der durchgängige Schutz entlang der gesamten Prozesskette gegeben ist, müssen CAD- und Slicer-Software die verschlüsselten Daten entschlüsseln, verarbeiten und am Ende wieder verschlüsseln können. Und auch der Drucker selbst muss mit den geschützten Daten umgehen können. Die notwendigen Routinen zur Ver- und Entschlüsselung von CodeMeter können in unterschiedliche Software- und Hardwareprodukte integrieren werden. Als Speicher für die kryptografischen Schlüssel dienen die verschiedenen CodeMeter-Lizenzcontainer: die Schutzhardware CmDongle, die softwarebasierte Aktivierungsdatei CmActLicense oder der CmCloudContainer für den Einsatz in der Cloud. Die Schlüssel werden in Form von Lizenzen gespeichert, in denen u.a. die Anzahl druckbarer Exemplare festgelegt sind. Die Verwaltung und automatisierte Verteilung der Lizenzen und somit auch der Schlüssel erfolgt mit dem cloudbasierten Tool ‚CodeMeter License Central‘. Die Nutzer erhalten die Lizenzen online oder per Dateiaustausch im Offline-Betrieb. Für die Anbindung an vorhandene Shop- oder Backendsysteme stellt CodeMeter License Central verschiedene Schnittstellen zur Verfügung.

Darstellung des Gesamtprozesses zum Schutz und zur Monetarisierung von 3D-Druckdaten. (Bild: Wibu-Systems AG)

Darstellung des Gesamtprozesses zum Schutz und zur Monetarisierung von 3D-Druckdaten. (Bild: Wibu-Systems AG)

In der Praxis

Ein Beispiel: Ein Unternehmen will ein dringend benötigtes Ersatzteil bei einem 3D-Druck-Servicecenter in der Nähe drucken lassen. Dazu erwirbt es zunächst im Shopsystem des Herstellers die gewünschte Druckdatei. Der Hersteller stellt diese Druckdatei verschlüsselt bereit, samt der notwendigen Nutzungsrechte sowie der vereinbarten Stückzahl für den Druck. Das Unternehmen schickt alles an das 3D-Druck-Servicecenter, welches dann das Ersatzteil in vereinbarter Stückzahl druckt und schließlich an das Unternehmen ausliefert. Werden weitere Ersatzteile benötigt, beginnt dieser Prozess von neuem.

Offene Fragen klären

Auch wenn der 3D-Druck noch immer eine sehr junge Zukunftstechnologie ist und noch viele Fragen offen sind: In vielen Bereichen wird er schon heute erfolgreich eingesetzt, z.B. in Industrie und Medizin, um schnell Prototypen, Ersatzteile oder Werkzeuge bzw. Prothesen oder Zahnersatz herzustellen. Mit zunehmender Verbreitung ändert sich allerdings die Art der offenen Fragen. Anfangs sind die Fragen eher drucktechnischer Natur: Sind bestimmte Objekte, etwa eine Zahnkrone, überhaupt druckbar? Wenn ja, mit welchem Material? Ist die Krone stabil und wenn ja, wie lange? Später kamen Fragen nach Schutz, Lizenzierung und Standardisierung hinzu. Die CodeMeter-Technologie bietet die Möglichkeit, 3D-Druckdaten zu schützen und soll im Rahmen des Forschungsprojektes ProCloud3D weiter ausgebaut werden.


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