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Schutz kritischer Infrastrukturen vor physischen Angriffen und Cyberattacken

Regierung, Handel und im Endeffekt die Bürgerinnen und Bürger verlassen sich in allen denkbaren Situationen, ob bei der Überwachung von Naturgefahren oder beim Lebensmitteltransport, auf kritische Infrastrukturen. Jeder Systemausfall könnte katastrophale Folgen haben, aber SCOUT bietet eine Lösung, die vermeiden hilft, dass dies jemals geschieht.
Schutz kritischer Infrastrukturen vor physischen Angriffen und Cyberattacken
Erst kritische Infrastrukturen ermöglichen das Funktionieren unserer Gesellschaft und Wirtschaft. Sie unterstützen alle Sektoren einschließlich der zentralen Behördendienste, Handel und Verkehr, Energie, Versorgungsunternehmen, Banken und Finanzen, Gesundheitswesen und Kommunikation.

Weltraum-Bodenkontrollstationen spielen eine entscheidende Rolle für den zuverlässigen Betrieb der Dienstleistungen und Wirtschaftsgüter von Regierungsbehörden und Zivilbehörden. Diese Stationen stellen Satellitenkommunikation, globale Navigationssysteme und Erdbeobachtung für die territoriale Überwachung sowie Fernerkundung für die Umweltüberwachung zur Verfügung. Somit ist ihr Schutz vor Fehlfunktionen oder Angriffen, egal ob physisch oder im Internet, von höchster Bedeutung.

Im Rahmen des EU-finanzierten SCOUT-Projekts wurde ein Schutzsystem für vernetzte Weltraum-Bodenkontrollstationen vor physischen Angriffen und Cyberattacken entwickelt und getestet. Das System stützte sich auf Risikobewertungen, die auf einem Mix aus mehreren Technologien beruhen und mit einer auf künstlicher Intelligenz basierenden Steuerung betrieben werden. Mittels Modifikationen kann das modulare und skalierbare System die notwendigen Kriterien zum Schutz jeglicher Art von Infrastruktur erfüllen.

Modulares Konzept, modulare Architektur

Alle für den Betrieb von Weltraum-Bodenkontrollstationen erforderlichen Dienste (Software und Hardware) sind üblicherweise zahlreichen internen und externen Ereignissen ausgesetzt, die ihre Funktionen beschädigen oder zerstören können. Um diese Stationen und ihre Satellitenverbindungen vor physischen Attacken und Cyberangriffen zu schützen, setzte das SCOUT-Team mehrere innovative und ressourcenschonende Technologien ein. Man ermöglichte außerdem eine intelligente Rekonfiguration des Bodenkontrollstationsnetzwerks für den Fall, dass ein oder mehrere Knoten ausfallen sollten. Kennzeichen des Systems ist seine Fähigkeit, Gefahren zu erkennen und zu klassifizieren und eine Datenbank aufzubauen, deren Inhalt erneut in Risikobewertungen einfließen kann.

Das SCOUT-Konsortium wandte eine modulare Architektur an, die verschiedene Subsysteme vereint: SENSNET für den Schutz vor physischen Angriffen, CYBERSENS zur Cyberattackenerkennung, RECOVER für die automatische Rekonfiguration des Netzwerks und die zentrale Steuereinheit, die für Verarbeitung und Sammlung aller verfügbaren Informationen zuständig ist, um die Situationserkennung zu gewährleisten. Die Subsysteme können über eine speziell dafür vorgesehene Schnittstelle miteinander kommunizieren. Zudem umfasst das SCOUT-System ein Managementinstrument, welches das System steuert und die Entscheidungsfindung unterstützt.

Dr. Amerigo Capria, der technische Koordinator des Projekts erläutert die Vorteile der modularen Architektur: „Sie hat verteilte Zusammenarbeit, einfacheres Systemmanagement und -wartung bei erhöhter Flexibilität und Anpassungsfähigkeit zu bieten. Sie kann außerdem mit Hilfe von Konfigurationsänderungen bedarfsgerecht angepasst werden.“

Das System erkennt Anomalien, die eine Gefahr für das System darstellen können. In Bezug auf physische Bedrohungen kann das SENSNET-Subsystem das Verhalten sich bewegender Objekte innerhalb und außerhalb von Einrichtungen überwachen und dabei zwischen Menschen und Fahrzeugen wie etwa Autos und kleinen unbemannten Fluggeräten unterscheiden. Hinsichtlich Cyberattacken kann das System die Auswirkungen von Distributed Denial of Service-Angriffen (DDoS), Kontamination mit Schadsoftware und fortgeschrittenen, andauernden Bedrohungen eingrenzen und mildern.

Vergangenes Jahr wurden Kapazitäten und Leistungsfähigkeit des SCOUT-Systems zwei Wochen lang im Space Geodesy Centre der italienischen Raumfahrtbehörde (ASI CGS) mit Erfolg erprobt, wo es einen speziellen Bereich der ASI-Infrastruktur schützte.

Kritische Anpassungsfähigkeit für ein Spektrum an Infrastrukturen

Der Schutz der Weltraum-Bodenkontrollstationen vor Zerstörung ist für die nationale und die öffentliche Sicherheit von entscheidender Bedeutung, da die Folgen dieser Angriffe, zu denen ökonomische Destabilisierung, materielle Zerstörung und letzten Endes der Verlust von Menschenleben zählen, schwerwiegend sind. Durch Gewährleistung der globalen Kommunikations-, Erdbeobachtungs- und Navigationsfähigkeit dieser zentralen Infrastruktur schützt das SCOUT-System Bürgerinnen und Bürger vor Naturkatastrophen und vom Menschen verursachten Katastrophen, es verbessert die öffentliche Sicherheit und hilft, Straftaten zu verhindern.

Neben den technischen Errungenschaften weist Dr. Capria darauf hin, dass „das SCOUT-System in Übereinstimmung mit den geltenden gesetzlichen Rahmenbedingungen, d. h. Privatsphäre- und Datenschutzbestimmungen sowie relevanten Sicherheitsstrategien, entwickelt wurde. Es wurde gleichermaßen von einer verantwortungsvollen Forschungsethik gelenkt.“

Da das Ziel von SCOUT lautete, einen dem Machbarkeitsnachweis dienenden Demonstrator zu entwickeln, bedeutet Vorankommen in der Arbeit neben der Sicherung weiterer Investitionen für ein kommerzielles Produkt auch die zunehmende Reife der Technologien. Projektkoordinator Prof. Fabrizio Berizzi ist begeistert: „Die Modularität des Demonstrators bringt es mit sich, dass er mit sehr geringfügigen Modifikationen für verschiedene Arten kritischer Infrastrukturen, insbesondere Perimeterüberwachung, physische Sicherheit, Cybersicherheit und Schadensmilderungssysteme, nutzbar ist.“

Fachgebiete

Safety

Schlüsselwörter

SCOUT, Sicherheit, kritische Infrastruktur, Cyberangriff, Weltraum-Bodenkontrollstation, Schutz, Satellitenkommunikation, globale Navigationssysteme, Erdbeobachtung, Telekommunikation, Überwachung, Lokalisierung
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