Weltraumdaten von Grund auf schützen
Was haben Kommunikation, Luft- und Seereisen, Wetterüberwachung und militärische Verteidigung gemeinsam? Alle sind in hohem Maße von der Weltrauminfrastruktur abhängig. Unsere zunehmende Abhängigkeit von Weltraumdaten bedeutet, dass der Schutz kritischer Weltrauminfrastrukturen vor physischen Bedrohungen und Cyberangriffen zu einem wichtigen Anliegen der öffentlichen Sicherheit geworden ist. Das EU-finanzierte Projekt 7SHIELD hat ein flexibles Rahmenwerk erschaffen, das unsere Fähigkeit zum Umgang mit derartigen Bedrohungen durch den Einsatz modernster Technologien verbessert. Den Schwerpunkt bilden die Bodensegmente von Weltraumsystemen, zu denen die für den Satellitenbetrieb und die Datenverarbeitung erforderlichen Einrichtungen wie etwa Bodenstationen, Netzwerke und Anlagen gehören. Die Bodensegmente werden immer mehr zur Zielscheibe von Bedrohungen, insbesondere von hybriden Bedrohungen, da sie die Hauptrolle bei der Erfassung wichtiger Daten spielen.
Sieben Schlüsseltechnologien
„Bedrohungen können sich auf vielen Ebenen manifestieren, von der Entführung eines Satelliten über die Nichtverfügbarkeit eines Internetdienstes bewirkende Denial-of-Service-Angriffe bis hin zur Nachahmung von Signalen zwecks Desinformation“, sagt Gabriele Giunta, Koordinator von 7SHIELD und Leiter der Abteilung für sichere und widerstandsfähige Infrastrukturen beim Unternehmen Engineering, an dem das Projekt angesiedelt ist. 7SHIELD vereint sieben Schlüsseltechnologien, um Bedrohungen am Boden besser vorzubeugen, sie zu verhindern, zu erkennen, darauf zu reagieren und sie abzuschwächen: Internet der Dinge, höhere Analytik, Entscheidungsunterstützungssysteme, Krisenmanagement, Lageerfassung, semantische Schlussfolgerungen und Sensoren. „Das Projekt konnte demonstrieren, wie diese hochmodernen Technologien Bodensegmente wirksam vor physischen, Cyber- oder Hybridangriffen schützen können. Das System könnte unsere Fähigkeit verbessern, mehrere Angriffe unterschiedlicher Art parallel in den Griff zu bekommen“, merkt Giunta an.
Komplexe Bedrohungen
7SHIELD deckt Maßnahmen ab, die vor, während und nach einer Krise zu ergreifen sind. Seine mehrschichtige Architektur gewährleistet, dass seine 32 Module in jeder Phase, von der Datenerfassung und Gefahrenerkennung bis hin zur Erstellung eines Gesamtüberblicks und der Auslösung geeigneter Reaktionen, nahtlos zusammenarbeiten. Die cyber-physische Schicht enthält Sensoren, die zur Erfassung von Daten im Zusammenhang mit potenziellen Bedrohungen eingesetzt werden, z. B. durch Drohnen, Videoüberwachung und Antivirensoftware. Die Erkennungsschicht beinhaltet Technologien zur Identifizierung außergewöhnlicher Ereignisse. Ein Bestandteil ist beispielsweise die Gesichtserkennung zur Ermittlung von Verdächtigen. In der Lagebildschicht werden alle Informationen aus der Erkennungsebene zusammengefasst und in Echtzeit analysiert, um komplexe physische, Cyber- und Hybridangriffe festzustellen. Die Dienstleistungsebene stellt den Fachleuten ein Instrumentarium zur Verfügung, um auf der Basis dieser Informationen im Krisenfall geeignete Maßnahmen zu ergreifen. So unterstützt es etwa eine effektive Entscheidungsfindung vor Ort, indem es Ersthilfeeinsatzkräfte rechtzeitig mit Informationen versorgt. Diese Ebene umfasst ebenfalls die Dienste vor und nach einer Krise: Beispiele sind ein Präventionswerkzeug, das das Darknet auf bösartige Aktivitäten durchsucht, und Notfallpläne auf der Grundlage der Bedrohungslage. Um das System in realen Krisensituationen zu bewerten, führte das Projektteam mehrere Pilotanwendungsfälle an fünf europäischen Standorten durch. Im Arktischen Weltraumzentrum des Finnischen Meteorologischen Instituts in Lappland wurden im Rahmen eines aktivistisch motivierten Angriffs unbefugte Personen und Drohnen auf das Gelände des Zentrums geschickt. Die 7SHIELD-Plattform unterstützte die Betreibenden mit Erfolg bei der Entscheidungsfindung und konnte schädliche Aktivitäten z. B. mithilfe von Wärmebildkameras und drohnenbasierter Objekterkennung erkennen.
Vorbereitung auf die Einführung
Das Projektteam konnte bereits entscheidende Schritte auf dem Weg zur Markteinführung seiner Forschung gehen. „Einige Komponenten sind sofort einsatzbereit“, berichtet Giunta. Der Start des gesamten integrierten Rahmenwerks erfordert noch die Fertigstellung eines Nutzungshandbuchs, das die Installationsanforderungen sowie einige Aspekte der Wartung und Fehlerbehebung enthält. „Sobald das Rahmenwerk installiert ist, kann es relativ schnell in den Alltagsgebrauch übernommen werden“, fügt er hinzu. Mit Blick in die Zukunft fordert er eine verstärkte Zusammenarbeit, insbesondere mit Einrichtungen wie der Europäische Weltraumorganisation, um die Sicherheit des Bodensegments weiter zu verbessern. Die Ergebnisse von 7SHIELD könnten sich ebenso außerhalb der Weltrauminfrastruktur als nützlich erweisen: „Die Ergebnisse sind auch für den Schutz anderer kritischer Infrastrukturen einschließlich des Energie- und Telekommunikationssektors von hohem Wert“, schließt Giunta.
Schlüsselbegriffe
7SHIELD, Weltrauminfrastruktur, Weltraumdaten, kritische Infrastruktur, physische Bedrohungen, Cyberangriffe, Bodensegmente, Hybridangriffe
