Public Key Infrastructure

Sichere Protokolle auch für kleine IoT-Geräte

Die Zahl der Geräte im Internet of Things wächst stetig, doch noch immer mangelt es an verbindlichen Standards für die Sicherheit bei der Datenübertragung. Eine der größten Herausforderungen des IoT ist die Bereitstellung vertrauenswürdiger Identitäten für Geräte mit begrenzten Ressourcen. Mit Public-Key-Factor-basierten Protokollen ließe sich das lösen.

Bild: Nexus Technology GmbH

Der Branchenverband Cloud Security Alliance hat in seinem Report ‚Future Proofing the Connected World‘ einen Katalog konkreter Maßnahmen veröffentlicht, um die Sicherheit vernetzter Geräte zu verbessern. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Implementierung von Funktionen für die starke Authentifizierung, Autorisierung sowie für die Zugriffskontrolle. Für die Authentifizierung benötigt jedes Gerät eine vertrauenswürdige Identität. Im Bereich Netzwerkkommunikation ist dabei eine Public Key Infrastructure (PKI) der De-Facto-Standard, um vertrauenswürdige Identitäten in Form von digitalen Zertifikaten bereitzustellen. Die Zertifikate werden von einem vertrauenswürdigen Dritten (in der Regel eine sogenannte Certificate Authority) ausgestellt und sorgen dafür, dass Geräte oder auch Menschen, die bislang nichts voneinander wussten, sicher miteinander kommunizieren können. Die Herausforderung dabei ist die Zertifikatsverteilung.

Automatisierte Zertifikate

Möchte man auf einem Smartphone ein digitales Zertifikat nutzen, beispielsweise für die E-Mail-Verschlüsselung oder für das digitale Signieren von Dokumenten, so wird das Zertifikat zunächst auf einem sicheren Weg auf das Telefon übertragen bzw. direkt auf dem Smartphone erzeugt. Um die Identität des Zertifikats zu schützen, wird es mit einem PIN versehen. Dieser muss bei jeder Verwendung angegeben werden. Alternativ zum PIN ist die Bestätigung des Zertifikats auch per Fingerabdruck möglich. Bei einem Sensor funktioniert dies nicht, da keine Benutzeroberfläche vorhanden ist. Daher muss die Zertifikatsverteilung auf diese Geräte automatisiert werden. Zwar existieren bereits Protokolle, die dafür genutzt werden. Allerdings sind sie zu komplex, um auch für Geräte mit begrenzten Ressourcen, wie beispielsweise batteriebetriebene Geräte, geeignet zu sein. Häufig verwenden Hersteller anstelle der PKI-Technologie geteilte Schlüssel (symmetrische Verschlüsselung) oder PINs und Passwörter für die Kommunikation zwischen vernetzten Geräten.

Was ist ein gutes IoT-Protokoll?

Ein gutes IoT-Protokoll sollte folgende drei Anforderungen erfüllen:

ANZEIGE

Ihr neues MES in nur 3 Tagen „ready to work“

Das moderne Manufacturing Execution System VALERIS® vom Logistik-Spezialisten WSW Software gibt es jetzt als Starterpaket für nur 5.000€. Das kostengünstige Starterpaket eignet sich besonders für kleine und mittelständische Unternehmen und ist bereits nach 3 Tagen voll einsatzfähig.‣ weiterlesen

• PKI-basiert: Im Netzwerk ausgetauschte Information wird mittels asymmetrischer Kryptographie verschlüsselt
• Automatisierte Zertifikatsverteilung: Zertifikate können in Sekundenschnelle an Tausende Geräte verteilt werden, ohne dass sie manuell bestätigt werden müssen
• Leichtgewichtig: Das Protokoll funktioniert auch für Geräte mit geringer Rechenleistung und begrenzter Energie

Das EST-Protokoll

Das sogenannte Enrollment over Secure Transport (EST)-Protokoll wurde 2013 standardisiert und von Cisco in Zusammenarbeit mit der Internet Engineering Taskforce entwickelt. Mit dem Protokoll können Zertifikatsverteilungsprozesse beschleunigt und automatisiert werden – ein großer Vorteil in komplexen IoT-Umgebungen. Das ältere SCEP-Protokoll (Simple Certificate Enrollment Protocol) wiederum unterstützt keine Erstellung und Verteilung von Schlüsseln auf Server-Seite und ist daher nur bedingt geeignet, Zertifikate für Clients und Certificate Authorities (CA) zu erneuern. Außerdem ist SCEP nicht standardisiert und erzeugt daher oft Probleme beim Zusammenspiel verschiedener Implementierungen. Auch CMP (Certificate Management Protocol) und CMS (Certificate Management over CMS) sind weit verbreitete Protokolle, die zwar standardisiert sind, bei denen es aber schwieriger ist, sie auf Clients zu implementieren. Für Geräte mit begrenzten Ressourcen sind sie daher ungeeignet. Als als Anbieter von Identity- und Security-Lösungen war Nexus Anfang 2017 unter den ersten Unternehmen, die das EST-Protokoll in einem kommerziellen Produkt unterstützen. Allerdings fehlt dem EST-Protokoll die Funktionalität für die automatische Zertifikatserneuerung. Dies wurde mittels einer REST API (Representational State Transfer, Application Programming Interface) für die Nexus PKI gelöst, die es für Kunden und Entwickler einfacher machen soll, entsprechende Funktionen für die Zertifikatserneuerung zu implementieren.

Das Cebot Protokoll

Das EST-Protokoll ist zwar besser geeignet als seine Vorgänger, dennoch bietet es keine wirklich praktikable Lösung für das erstmalige Verteilen und Widerrufen von Zertifikaten auf vielen verteilten Geräten. Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist das Cebot-Protokoll (Certificate Enrollment for Billions of Things). Cebot ist ein Projekt des schwedischen Forschungsinstituts Rise SICS und Nexus, das mit den Unternehmen Ericsson, Saab, Intel und Scypho bereits einige Unterstützer hat. Das Protokoll wurde speziell für die Anforderungen des IoT entwickelt. Die Funktionsweise ist einfach: Beim Kauf einer smarten LED-Lampe hat der Hersteller beispielsweise bereits ein Zertifikat auf der Lampe installiert. Sobald diese angeschlossen wird, verbindet sie sich automatisch mit der Certificate Authority, um das Zertifikat bestätigen zu lassen. Für diese Kommunikation sorgt Cebot. Das Protokoll löst damit das Problem, Zertifikate auch für Geräte mit begrenzten Ressourcen automatisch bereitzustellen. Cebot soll in einem nächsten Schritt der Internet Engineering Task Force (IETF) vorgelegt werden, um als Standardprotokoll anerkannt zu werden.

EU investiert in IoT-Sicherheit

Um PKI noch skalierbarer und leichtgewichtiger für das IoT zu machen, hat sich Nexus mit verschiedenen Partnern aus Forschung und Wirtschaft zusammengetan. Das Secure IoT-Projekt wird von Eurostars gefördert, einem gemeinsamen Programm der europäischen Forschungsinitiative Eureka und der Europäischen Kommission. Ziele des Projekts sind u.a. eine Lösung für das automatische erstmalige Verteilen und Widerrufen von Zertifikaten für batteriebetriebene IoT-Geräte zu finden sowie die Entwicklung eines IoT-Gateways, das sowohl moderne Protokolle für die IoT-Sicherheit als auch ältere Protokolle unterstützt. Das Projekt wurde im September 2016 gestartet und ist auf 36 Monate ausgelegt.

ANZEIGE

Produktionsmanagement in der Cloud

Digitalisierung wird zunehmend zum Wettbewerbsfaktor. Für KMUs sind diese Themen jedoch oft noch wenig greifbar. Das muss nicht sein. Der gfos.SmartProductionManager bietet KMUs die Möglichkeit, einen wichtigen Schritt in Richtung Digitalisierung der Fertigung zu gehen.‣ weiterlesen

Datenschutz autonomer Fahrzeuge

Secredas steht für ‚Product Security for Cross Domain Reliable Dependable Automated Systems‘ und ist ein von der EU im Rahmen von Horizon 2020 gefördertes Projekt. Das Ziel ist, eine Lösung für die Sichereit und den Datenschutz vernetzter und automatisierter Fahrzeuge sowie anderer automatisierter Systeme zu finden. Im Rahmen des Projekts soll eine Softwarelösung zur Validierung von Architekturmethoden, Referenzarchitekturen, Komponenten und Integrationen entwickelt, die auch die sichere Kommunikation zwischen verschiedenen automatisierten Systemen ermöglicht. Secredas soll damit Vertrauenswürdigkeit in IoT-Netzwerke bringen, insbesondere um die europäische Auto- und Medizinindustrie in dieser Hinsicht zu stärken. Das Forschungsprojekt bringt ein Konsortium von Partnern aus 15 Ländern zusammen, das die gesamte Wertschöpfungskette der Automobilindustrie, Schlüsselakteure im medizinischen Bereich, eine Reihe von Akteuren in anderen Verkehrsbereichen (Eisenbahnen, Luft- und Raumfahrt) und Forschungsinstitute umfasst.

Das könnte Sie auch interessieren:

Für offene Standards
Siemens und Microsoft treten Open Industry 4.0 Alliance bei

Die Open Industry 4.0 Alliance begrüßt zwei neue Mitglieder. Siemens und Microsoft sind dem Konsortium beigetreten.‣ weiterlesen

Security-Konzepte
IT-Sicherheit fängt beim Design an

Die unternehmensinterne Vernetzung bis hinunter zu den Smartphones oder Überwachungskameras bringt auch Probleme mit sich, denn diese Assets müssen schließlich auch vor unerlaubtem Zugriff sicher sein. Anhand eines zweiteiligen Konzepts beschreibt Philippe Borloz, Vice President Sales EMEA bei Kudelski Security, wie mobile Geräte sicher miteinander kommunizieren können.‣ weiterlesen

IoT-Standards
Fido Alliance stellt FDO-Protokoll vor

Mit dem offenen IoT-Standard FDO will die Fido Alliance die Einbindung von Geräten Managementplattformen ermöglichen.

Bild: ©chesky/Fotolia.com

‣ weiterlesen

Augmented und Virtual Reality
Wearables im industriellen Einsatz

Gamern sind Augmented und Virtual Reality bereits ein altbekannter Begriff. Die Technologie bietet aber auch für die Industrie großes Potenzial und die Einstiegshürden müssen dabei gar nicht so groß sein, wie man denken mag. Was es bei der Auswahl des Use Cases und der Lösung zu beachten gilt, zeigt Robin Schwabe, Solution Sales Manager bei Dynabook Europe.‣ weiterlesen

Leichtes Umsatzminus
SAP-Cloudgeschäft nimmt Fahrt auf

SAP hat im ersten Quartal positives zu vermelden. Das Cloud-Neugeschäft verzeichnete den schnellsten Anstieg seit 5 Jahren – die mit dem Kernprodukt S4/Hana erzielten Erlöse stiegen im Vergleich zum Vorjahr um 36 Prozent.‣ weiterlesen

Studie zum CPQ- und CRM-Einsatz
Dateneingabe- und Pflege größte Herausforderung

In der Kurzstudie ’Variantenmanagement und Kundenbeziehungsmanagement’ zeigt der VDMA Software und Digitalisierung auf, in welchen Bereichen noch Optimierungspotenzial liegt.‣ weiterlesen

Ausreißererkennung für Einzelteil- und Kleinserien
Maschinen fehlerlos einfahren

Bei steigender Variantenvielfalt wirken sich Probleme beim Einfahren immer deutlicher auf die Wirtschaftlickeit aus. Am IFW arbeiten Forscher daran, mit KI-basierter Anomalie-Detektion Werkzeugmaschinen auf Fehler wie Ratterschwingungen zu untersuchen, die teils vorher sogar unbekannt waren.‣ weiterlesen

Dämmstoff-Handling bei Austrotherm
Fahrerlos durch das Werk

Austrotherm produziert energiesparende Dämmstoffe. Dabei gestaltet sich die Intralogistik rund um das Vorprodukt Styropor schwierig. Vier fahrerlose Hochhub-Stapler sorgen dafür, dass Lagerbewegungen und Materialversorgung trotzdem reibungslos funktionieren.‣ weiterlesen

VDMA WCM und 5G-ACIA unterzeichnen Kooperationserklärung

Die VDMA Arbeitsgemeinschaft Wireless Communications for Machines (AG WCM) und 5G-ACIA haben eine Kooperationserklärung zum industriellen 5G verabschiedet. ‣ weiterlesen

Mobile-Access-Plattform
Komponente für Geschäftsideen

Plattformen helfen dabei, Synergien zwischen Marktteilnehmern zu schaffen und neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungen zu ermöglichen. Auch in der Zutrittskontrolle sind solche Formen der Vernetzung zunehmend zu beobachten.‣ weiterlesen

Internationale Zusammenarbeit
Kooperation zwischen Plattform Industrie 4.0 und CESMII

Die Plattform Industrie 4.0 und das US-amerikanische CESMII - The Smart Manufacturing Institute arbeiten zusammen und wollen gemeinsam die digitale Transformation der Fertigung vorantreiben. Hauptziele sollen die Förderung von Interoperabilität und gemeinsamen Fähigkeiten und Kompetenzen sein.‣ weiterlesen