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Sicherheitsmaßnahmen für das „Internet der Dinge“, das sich weltweit verbreitet.

NTT Com Global Watch Ausgabe 5
2015/4

Ende 2014 begann die japanische Regierung mit einer gründlichen Überprüfung ihrer IT-Politik, um die weltweite Wettbewerbsfähigkeit der japanischen Industrie zu verbessern. Die Regierung unterstützt Gespräche durch den Information Economy-Unterausschuss bei Zusammenkünften zum Thema Informationsverbreitung in Wirtschaftsangelegenheiten innerhalb des Rates für Industriestruktur. Bei den Gesprächen geht es um die Standardisierung und Systematisierung. Sie sollen die Big Data-Nutzung durch alle Industrien einschließlich der Fertigungsindustrie fördern. Ziel ist es, den Einsatz strategischer ICT zu unterstützen und die Industrie in Japan mit globalen Verfahrensweisen von innen heraus zu reformieren. Es handelt sich also mit anderen Worten um eine moderne Industrierevolution. Grundlage dafür sind die Erwartungen im Hinblick auf Big Data auf globaler Ebene aufgrund der Entwicklung des so genannten „Internets der Dinge“ (engl. Internet of Things – IoT)

 

Das Internet der Dinge wird immer größer

Heute werden nicht nur Informationsterminals wie PCs und Mobiltelefon vernetzt. Auch Überwachungskameras, Warenautomaten, Industriemaschinen, Kraftfahrzeuge sowie zahlreiche Messgeräte und Sensoren sind mittlerweile vernetzt. Bis 2020 wird die Zahl dieser Endgeräte laut Prognosen von 30 auf 50 Milliarden ansteigen. Darüber hinaus wird angenommen, dass sich dadurch ein „Universum der Billionen Sensoren“ (Trillion Sensors Universe) entwickeln wird – eine Gesellschaft, in der jährlich eine Billion Sensoren genutzt wird.

Im November 2014 prognostizierte IDC Japan, ein Marktforschungsunternehmen mit IT-Spezialisierung, dass der weltweite IoT-Marktumfang von 1,3 Billionen US-Dollar im Jahr 2013 auf 3,04 Billionen US-Dollar im Jahr 2020 anwachsen wird. In der Prognose wird darauf hingewiesen, dass „Nordamerika kurzfristig der Motor des Marktes sein wird, bis 2020 jedoch die Zahl der IoT-Endgeräte in Westeuropa und der Region Asien-Pazifik aufgrund einer Steigerung des staatlichen Marktanteils und der Betonung einer offeneren Umgebung die Anzahl der Geräte in Nordamerika überschreiten wird.“

Die Untersuchung gibt an, dass IoT sich in Japan auf die gleiche Weise verbreiten wird wie in der ganzen Welt und dass der Markt weiter wachsen wird. Laut einer Prognose von IDC Japan von Februar 2015 wird sich das IoT-Absatzvolumen im Inland von 9,4 Billionen Yen im Jahr 2014 auf 16,4 Billionen Yen im Jahr 2019 erhöhen. Auch die Anzahl der IoT-Geräte soll von 557 Millionen Geräten im Jahr 2014 auf 956 Millionen im Jahr 2019 zunehmen.

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Erhöhtes Risiko durch die Verbreitung des IoT

Mit der Entwicklung des IoT wird alles mit dem Netz verbunden, entweder direkt oder über ein Messgerät oder einen Sensor. Durch die Sammlung und Zusammenstellung verschiedenster Daten werden so Big Data generiert. Die Analyse dieser Daten im Einklang mit Zielen und Anwendungsbereichen ermöglicht die Entwicklung von Innovationen. Dazu zählen die verbesserte Sicherheit der öffentlichen Infrastruktur, mehr Energieeffizienz, erhöhte industrielle Wettbewerbsfähigkeit, verbesserte Produkt- und Servicequalität und umfassendere, komfortablere Alltagsaktivitäten.

Andererseits geht mit der IoT-Verbreitung ein erhöhtes Risiko einher. Wenn alle „Dinge“ über das Netz miteinander verbunden sind, können sie auch von Cyber-Angriffen betroffen sein. Ganz besonders ein Cyber-Angriff, der den Normalbetrieb kritischer Infrastruktursysteme unterbricht, die die Gesellschaft, Industrie und Wirtschaft unterstützen, führt zu schwerwiegenden Unfällen und Schäden. Die japanische „National Center of Incident Readiness and Strategy for Cybersecurity“ (NISC) hat 13 kritische Infrastrukturbereiche bestimmt.
Akira Sakaino, ein Experte für IoT und Senior Manager der Technology Development Division von NTT Communications, erklärt zu den Risiken der IoT-Verbreitung Folgendes: „Es ist beispielsweise vorstellbar, dass das Steuerungssystem in einer Chemiefabrik Ziel eines Angriffs ist. Unter normalen Umständen erfasst das Steuerungssystem die Werte für Temperatur und Druck usw., die von den Sensoren in jeder Maschine gesendet werden. Es überwacht den Betriebsstatus der Maschine und steuert es sicher. Die Betriebsinformationsdaten, die aus Werten usw. bestehen und vom Steuerungssystem überwacht werden, werden auf der Anzeigetafel im Kontrollraum angezeigt, und eine dafür zuständige Person überwacht sie ständig. Trotzdem besteht das Risiko, dass jemand einen Virus in das System einspeist, der die Daten auf der Anzeigetafel im Kontrollraum manipuliert. Wenn also an den Geräten eine Unregelmäßigkeit auftritt, sind auf der Anzeige trotzdem noch normale Werte sichtbar. Wenn so etwas passiert, bemerkt der zuständige Mitarbeiter nicht, wenn ein Gerät übermäßig heiß wird und sich ein hoher Druck aufbaut, und die Maschine könnte explodieren und in Flammen aufgehen.“ (Sakaino)

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Sicherheit ist eine Vorbedingung für die Nutzung des IoT

Takashi Horikoshi, der für die IoT-Bereiche der Technical Development Division bei NTT Com zuständig ist, meint: „Tatsächlich treten einige Explosionen und Brände in den Chemiefabriken des Landes auf. In den Fabriken werden die Ausgangsstoffe für zahlreiche Produkte sowie Brennstoffe für verschiedene Industrien hergestellt. Wenn die Versorgung damit abnimmt, hat dies auch stärkere wirtschaftliche Auswirkungen. Tatsache ist jedoch auch, dass die Ursache für große Unfälle in Chemiefabriken häufig nicht ermittelt werden kann. Der Grund dafür ist, dass das Feuer viele der Geräte zerstört, die für die Aufzeichnung der Betriebsdaten genutzt werden. Wenn die Ursache nicht ermittelt werden kann, ist es unmöglich, eine Lösung dafür zu entwickeln. In diesem Fällen wird der Betrieb fortgesetzt, aber die Risiken bleiben bestehen.“

Deshalb lässt sich nicht ausschließen, dass einige der bisherigen Unfälle in Chemiefabriken durch Cyber-Angriffe auf die Steuerungssysteme ausgelöst worden sind.
Shin Miyakawa ist promovierter Diplomingenieur und als Generaldirektor für die Engineering Development Division zuständig. Außerdem ist er der Network Evangelist bei NTT Com. Miyakawa erläutert: „Ausstattung und Geräte, die kritische Infrastrukturen wie Chemiefabriken unterstützen, sind mit Steuerungssystemen in einem geschlossenen Netzwerk verbunden. Geschlossen bedeutet jedoch nicht gleichzeitig auch sicher. Unabhängig von der Art des Netzwerks sind immer Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. Wenn die geeigneten Sicherheitsmaßnahmen für den jeweiligen Netzwerktyp und die Einsatzumgebung vorhanden sind, können Sie IoT in mehr Bereichen einsetzen.“

Als Beispiel für die Sicherheitsmaßnahmen für die Chemiefabrik schlägt Miyakawa eine „Verhaltensüberwachung“ mittels VPN und eine sichere Private Cloud vor. Die Maschinenbetriebsdaten werden über eine andere Route zum Kontrollraum gesendet als die, die für die Ausstattung, das Steuerungssystem und das Netzwerk verwendet wird, das die Verbindung zur Anzeigetafel des Kontrollraums herstellt. Auch im unwahrscheinlichen Fall eines Cyber-Angriffs auf das Steuerungssystem, bei dem die Betriebsdaten manipuliert werden, kann die Sicherheit dadurch aufrechterhalten werden, dass die richtigen Betriebsdaten in Echtzeit übermittelt werden. Das System in der Private Cloud erkennt dann die Anzeichen für den abnormalen Betrieb.

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Miyakawa sagt: „Ich nenne Ihnen ein hypothetisches Beispiel. Jemand findet auf dem Parkplatz der Fabrik einen USB-Speicherstick, nimmt ihn mit und verbindet ihn mit einem Terminal, das mit dem Fabriksystem vernetzt ist. Auf diese Weise gelangt dann ein Virus in das Netzwerk, das eigentlich geschlossen sein sollte. Wir dürfen keine Möglichkeit ausschließen, wenn wir Sicherheitsmaßnahmen zusammenstellen. Ansonsten lässt sich die Sicherheit nicht gewährleisten. Der erste Schritt im Hinblick auf die IoT-Verbreitung sind Bemühungen zur Verbesserung der Netzwerksicherheit. Das ist ein kritisches Problem“, betont er.

 

 

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NTT Com baut sein IoT-Know-how durch Validierungsexperimente aus

Bislang bietet NTT Com Netzwerke und Services an, die Geschäfts- und Organisationsinfrastrukturen für viele Unternehmen im kritischen Infrastrukturbereich unterstützen können, deren Arbeit und Services unter keinen Umständen unterbrochen werden dürfen. Darüber hinaus sammelt NTT Com Erfahrung und Know-how für die Einrichtung von Sicherheitsmaßnahmen im IoT-Bereich durch die Gestaltung zahlreicher Initiativen, um die bevorstehende Ausbreitung von IoT zu unterstützen.

NTT Com arbeitet mit der virtuellen Gruppe „Virtual Engineering Community“ (VEC) zusammen. Diese beschäftigt sich mit Aktivitäten für die Sicherheit von Steuerungssystemen, welche auf Bereiche wie die Fertigungsindustrie, Gebäude, Energie und elektrische Energie abzielen. NTT Com ist an Validierungsexperimenten für „Industry4.1J“ beteiligt, für die sichere globale Informations-Kommunikationsinfrastruktur genutzt wird. Ziel ist es, die Produktivität von Fabriken, Anlagen und Gebäuden zu verbessern und die Effizienz von Wartungsabläufen zu erhöhen.

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Mit diesem Validierungsexperiment/-projekt sollen die technischen Anforderungen der Kommunikationsinfrastruktur bestätigt werden, die für die Gewährleistung von Sicherheit und Effizienz in der Fertigung entscheidend sind. Dazu zählt beispielsweise die Fähigkeit der aktuellen Netzwerk- und Cloud-Infrastrukturen, die Häufigkeit, Geschwindigkeit und die Menge der Datenkommunikation zu unterstützen, die zwischen Fertigungsebene und Cloud stattfindet und für das Remote-Monitoring des Steuerungssystems erforderlich ist. Für dieses Projekt stellt NTT Com „Enterprise Cloud“, eine sichere Cloud-Umgebung, sowie „Arcstar Universal One“, ein sicheres VPN, bereit, um eine sichere ICT-Umgebung aufzubauen, die für das Remote-Monitoring einer kritischen Infrastruktur von entscheidender Bedeutung ist.

Da sich IoT weltweit ausbreitet, wird NTT Com weiterhin sichere Netzwerk- und Cloud-Umgebungen bereitstellen, die die Sicherheit der Infrastrukturen gewährleisten, die den Lebensstil und die Branchen in allen Ländern und Regionen unterstützen.

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Dr. Shin Miyakawa
Network Evangelist
Director
Technology Development

 

Akira Sakaino
Senior Manager
Technology Development

 

Takashi Horikoshi
Technology Development

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