5G/6G Real-time Anomaly Detection and Response withSecurity-Baselining
5G/6G-Netze bieten aufgrund ihrer Komplexität und geplanten großen Abdeckung eine breite Angriffsfläche für Cyber-Bedrohungen, die nicht nur das Radio Access Network (RAN), sondern auch das Kernnetz betreffen und möglicherweise zu Dienstunterbrechungen, Datenschutzverletzungen und sogar zu Schwachstellen in kritischen Infrastrukturen führen können. In diesem Umfeld stellt die dezentrale KI-basierte Anomalieerkennung unter Einhaltung der Datenschutzvorgaben eine Lösung für Unternehmen dar, um Bedrohungen in 5G-Netzwerken schnell zu erkennen und abzuwehren. Die Grundlage der Anwendung bildet die Erforschung von 5G/6G-spezifischen Angriffsvektoren und ihrer Verteidigungsmethoden, die automatisierte Einhaltung der Sicherheitsrichtlinien des BSI und der Hersteller sowie die transparente Darstellung des risikobasierten Ansatzes in einem SecurityInformation und Event Management.
Neben dem Bereich Smart-Home-Automation werden IoT-Anwendungen zunehmend auch bei der Grundversorgung und der Verkehrsinfrastruktur sowie im Klima- und Katastrophenschutz eingesetzt. Die für die Umsetzung von IoT-Diensten notwendigen Geräte und Sensoren werden hierbei oftmals drahtlos, z. B. über LPWAN (Low Power Wide Area Networks) oder Mobilfunknetze an das Internet bzw. eine Cloud-Plattform angebunden. Im gleichen Maße steigt mit dem Ausbau IoT-unterstützter Applikationen die technische, gesellschaftliche und ökonomische Abhängigkeit von diesen Diensten. Fällt die Kommunikationsinfrastruktur wegen Angriffen, Katastrophenereignissen oder Bedienfehlern aus, hat dies unmittelbare Auswirkungen auf die IoT-Dienste und die darauf aufbauenden automatisierten Prozesse und Abläufe. Motivation des Projekts "RIOT - Resiliente IoT - Hochverfügbare Infrastruktur für kritische IoT-Anwendungen" ist es deshalb, die Ausfallsicherheit von IoT Diensten zu stärken.
Die Kombination voneinander unabhängiger drahtloser Kommunikationstechnologien ermöglicht die redundante Anbindung von IoT-Geräten und Sensoren. Eine intelligente Control-Plane für das (Um-)Schalten über redundante Pfade und Cloud-Ressourcen gewährleistet ein hohes Maß an Ausfallsicherheit der IoT-Anwendungen.
Im Rahmen des Projektes werden alle Komponenten für die technische Umsetzung einer hochverfügbaren und sicheren Kommunikationsinfrastruktur für kritische IoT Dienste entwickelt. Dies umfasst alle notwendigen geräte-, netz- und cloudseitigen Hardware- und Softwarekomponenten. Die Komponenten der Lösung sowie das Gesamtsystem werden innerhalb des Projektrahmens als Labordemonstrator implementiert und in einem Feldtest erprobt. Dabei sollen die entwickelten Methoden und Verfahren auf verschiedene Netzzugangstechnologien adaptiert werden können.
Erreicht werden soll, dass Verfahren für das Monitoring und die Erkennung und ggf. Prädiktion von Fehlern, Anomalien und Cyber-Angriffen in der OTT-Infrastruktur ausgearbeitet werden. Hinzukommen Verfahren zur automatisierten Reaktion auf erkannte (ggf. vorhergesagte) Störfälle, bspw. Ersatzschalten von Datenpfaden, Key-Change/Revocation. Außerdem soll radiotechnologieübergreifende Sicherheitsarchitektur inklusive leichtgewichtiger Verschlüsselung und Schlüsselmanagement verbessert werden. Kontrollpläne, die sowohl zentral, dezentral oder teilzentral betrieben werden können und ihrerseits eine hohe Ausfallsicherheit aufweisen, sollen genauso angestrebt werden, wie ein Überlast-Schutz des Backup-Netzes durch Reduktion der Applikationsdatenmenge bei Nutzung des Backup-Kanals und durch langsames Einbuchen der IoT-Geräte.
Mit den im Rahmen des Projekts entwickelten Lösungen sollen IoT-Anwender (z. B. Landkreise und Gemeinden, Smart-City-Projekte), aber auch Hersteller von 5G/NB-IoT/LoRaWAN Komponenten sowie von IoT-Sensoren/Aktuatoren angesprochen werden. Weiterhin sind die Projektergebnisse für Mobilnetzbetreiber und IoT-Systemintegratoren relevant. Wir sind darüber hinaus bemüht, unsere Lösungsansätze in Fachverbänden und Standardisierungsgremien einzubringen.
