Thema 4.2

Dynamische Sicherheitsbetrachtung Forschungsthema 4.2

Smart Factory Grids (SFGs) repr?sentieren die n?chste Generation industrieller Netzwerke. Diese Netzwerke setzten sich aus spezialisierten Micro Manufacturing Units (MMUs) zusammen. Diese MMUs übernehmen spezifische Aufgaben wie z. B. 3D-Druck oder Montage. Durch die Kommunikation zwischen verschiedenen MMUs, k?nnen Informationen über aktuelle Produktionsfortschritte oder vorhandene Kapazit?ten ausgetauscht werden. Dadurch k?nnen MMUs basierend auf ihrer Verfügbarkeit und Funktionalit?t genutzt werden. Im Vergleich zu den aktuell starren Produktionsabl?ufen erm?glichen SFGs wesentlich effizientere und anpassungsf?higere Fertigungen. Diese Fertigungen k?nnen individuell auf die Anforderungen des Produktionsprozesses abgestimmt werden.

Unterstützt wird diese flexible Fertigung durch den Einsatz mobiler Endger?te, wie fliegende Drohnen und fahrende Roboter. Diese Ger?te übernehmen den Materialtransport zwischen den MMUs und gew?hrleisten dadurch den reibungslosen Ablauf der Produktionsprozesse.

Für den Erfolg von SFGs ist eine sichere, performante und robuste Kommunikation zwischen den MMUs und den mobilen Endger?ten notwendig. Die dadurch steigende Vernetztheit und h?here Dynamik solcher Netzwerke bringt jedoch neue Herausforderungen für die Netzwerksicherheit mit sich. Um SFGs vor Cyberangriffen zu schützen und die Effizienz sowie die Robustheit des Netzwerks zu gew?hrleisten, sind neuartige Sicherheitskonzepte erforderlich. Diese Konzepte müssen die Netzwerksicherheit gegen Angriffe gew?hrleisten, ohne dabei die Leistungsf?higkeit und Robustheit des Netzwerks zu verringern.

Herausforderungen

Moderne Fabrikhallen gew?hrleisten die Sicherheit, Robustheit und Leistungsf?higkeit ihrer Netzwerke durch eine strikte Isolation der Produktionsumgebung von den übrigen IT-Netzwerken. Diese Trennung erm?glicht eine zuverl?ssige und sichere Kommunikation bei zeitkritischen Steuerungsprozessen zwischen Robotern und Steuerger?ten. Diese Steuerungsprozesse werden durch die Isolation vor potenziellen St?rungen oder Cyberangriffen geschützt.

Mit der zunehmenden Vernetzung in zukünftigen Smart-Factory-Umgebungen, d. h. die Kommunikation zwischen verschiedenen MMUs und mobilen Endger?ten (fliegende Drohnen und bodengebundene Robotersysteme), steigt die Angriffsfl?che für Cyberbedrohungen und stellt die Netzwerksicherheit vor Herausforderungen.

Beispielsweise k?nnen klassische Firewall-Regeln, die auf statischen Konfigurationen basieren, nicht ausreichen, da diese dynamisch an die sich ver?ndernden Beziehungen zwischen Ger?ten angepasst werden müssen. Mobile Endger?te führen zudem sogenannte Roaming-Vorg?nge durch, bei denen der Wechsel von einem WLAN Access Point zu einem anderen innerhalb des Netzwerks stattfindet. Dieser Wechsel kann Kommunikationspfade ver?ndern und erfordert eine anpassungsf?hige Netzwerkarchitektur und eine dynamische Sicherheitsbetrachtung. Durch berücksichtigen dieser Faktoren werden die Sicherheitsanforderungen gew?hrleisten und ein st?rungsfreier Betrieb erm?glicht.

Forschungsansatz

Ziel unserer Forschungseinheit ist die Verbesserung der Netzwerksicherheit und Performance in zukünftigen SFGs. Erste Forschungsans?tze befassen sich dabei mit der Entwicklung von Intrusion Detection Systemen (IDS) zur Erkennung von Angriffen ohne Beeintr?chtigung des Netzwerks. Zudem werden Methoden zur dynamischen Verteilung von Firewall-Regeln erforscht, um Sicherheit und Effizienz trotz wechselnder Kommunikationsbeziehungen zu gew?hrleisten. Roaming-Vorg?nge werden hinsichtlich Geschwindigkeit und Sicherheit optimiert, um Endger?te beim Wechsel zwischen Zugangspunkten besser zu unterstützen. Darüber hinaus werden potenzielle Leistungsengp?sse, die durch die zunehmende Anzahl an Endger?ten und die steigende Mobilit?t innerhalb des Netzwerks entstehen k?nnen optimiert. Dabei spielt die Erforschung neuer Technologiestandards wie WiFi-7 eine zentrale Rolle.