atp edition Einsatz robotergeführter Patientenliegen (Vorschau)

HAUPTBEITRAG | AUTOMATION 2014
Das in Bild 2 beschriebene System weist die folgenden
Eigenschaften auf:
Die Trennung von Systembus und Feldbus entfällt
zugunsten einer einheitlichen Kommunikationsarchitektur.
Die feste Zuordnung von I/O-Geräten (Remote-I/Os
und Gateways zu den Sensor-Aktor-Bussen) zu den
Controllern entfällt ebenfalls.
An das einheitliche Kommunikationssystem sind
Server, Operator-Konsolen, Controller und die I/O-
Systeme angeschlossen.
In Bezug auf die IT Sicherheit ist festzuhalten:
Die zuvor gemachten Aussagen in Bezug auf die
ungesicherte Kommunikation, die fehlende Authentifizierung
der Netzwerkteilnehmer und Anlagenbediener
gelten weiterhin.
Aufgrund des durchgängigen Kommunikationsmediums
sind alle Komponenten (mit Ausnahme der
Sensoren und Aktoren) über die Industrial-Ethernet-Kommunikation
erreichbar.
In einem folgenden Schritt ist zu erwarten, dass sich
Strukturen mit einer Durchgängigkeit des Industrial
Ethernet von der Leitebene bis zum Sensor und Aktor,
wie in Bild 3 dargestellt, etablieren werden.
Obwohl derzeit bereits spezielle Komponenten und
Steckverbinder in explosionsgefährdeten Bereichen
zum Einsatz kommen [4], besteht die Herausforderung
in der gleichzeitigen Energieversorgung der Komponenten
über eine Zweidrahtleitung mit Leitungslängen von
mehr als 100 m. In [5] wurde die Eignung von Industrial
Ethernet für die Sensor-/Aktor-Vernetzung untersucht.
Auf der Namur-Hauptsitzung 2013 wurde ein
erstes Konzept für eine Ethernet-Zweidrahtlösung zur
direkten Anbindung von Sensoren und Aktoren vorgestellt
[6], das die oben genannten Anforderungen erfüllen
soll. In Bezug auf die IT-Sicherheit lässt sich festhalten,
dass dadurch die Sensoren und Aktoren direkt
an das Industrial Ethernet angebunden und damit entsprechenden
Gefährdungen ausgesetzt sind.
2. ÄNDERUNG DER SYSTEMSTRUKTUREN
IM KONTEXT VON INDUSTRIE 4.0
Die erwähnten Änderungen in den Systemstrukturen
lassen erkennen, dass die im Kontext von Industrie
4.0 beschriebenen Änderungen [1] (zum Beispiel zunehmende
horizontale und vertikale Integration) sich
bereits heute in den behandelten Systemstrukturen
widerspiegeln. In [7] wird abgeleitet, dass sich einige
Konzepte von Industrie 4.0 (wie Losgröße eins, Produkt
steuert den Produktionsprozess) nicht direkt auf
die Prozessindustrie anwenden lassen. In [8] beschreibt
der Autor die weitgehende Modularisierung
von Anlagen als einen wesentlichen Aspekt für Industrie
4.0 in der Prozessindustrie. In [9] wird von
einem verstärkten Einsatz von Ad-hoc-Kommunikation
ausgegangen.
Als Arbeitshypothese für die weitere Diskussion werden
die folgenden Strukturänderungen für die Prozessindustrie
im Kontext von Industrie 4.0 angenommen:
Zunehmende horizontale und vertikale Integration
Einheitliches Kommunikationsmedium von der
Leitebene bis zum Sensor/Aktor
Modularisierung
Einsatz von intelligenten, gegebenenfalls autonom
agierenden Teilsystemen
Ad-hoc-Kommunikation, selbstorganisierende Vernetzung
Andere Aspekte wie Cloud Dienste, BYOD (bring your
own device) werden nicht weiter betrachtet.
3. BEWERTUNG DER BISHERIGEN
IT-SICHERHEITSMASSNAHMEN
Bild 4 zeigt die durchgängige Erreichbarkeit der Komponenten
eines Automatisierungssystems über ein einheitliches
Kommunikationsmedium in Abhängigkeit
von der Systemstruktur.
Es ist zu erkennen, dass aufgrund der dargestellten
Evolution die durchgängige Erreichbarkeit der Komponenten
immer weiter zunimmt. In der traditionellen
Struktur sind lediglich Server, Konsolen und Engineering-Werkzeuge
sowie die Controller an das Unternehmensnetzwerk
angebunden und durchgängig erreichbar.
Auf der Zeitschiene später liegende Strukturen erlauben
hingegen einen standardisierten Zugriff auf alle Komponenten
des Systems, einschließlich der Kommunikation
über verteilte Standorte.
Die momentan eingesetzten IT-Sicherheitskonzepte
tragen dieser Entwicklung bisher nur eingeschränkt
Rechnung. Es wird eine Abschottung der Anlage vom
Unternehmensnetzwerk empfohlen [9,10] und gegebenenfalls
eine weitere Untergliederung in Teilanlagen
[11]. Diese Vorgehensweise unterstellt Bedrohungen von
außen, die durch Security Appliances (zum Beispiel
Firewall, auch in Verbindung mit demilitarisierten Zonen
und weiteren Defense-in-depth-Maßnahmen) abzuwehren
sind. Diese Sichtweise weist nach Auffassung
des Autors die folgenden Defizite auf:
1 | Das Risiko von Innentätern ist nicht hinreichend
berücksichtigt
2 | Die Abschottung ist durchdringbar
3 | Dem beschriebenen Strukturwandel wird nicht
Rechnung getragen.
In einer Studie mit 9 600 befragten Personen aus 115
Ländern [13] ergab sich für den Bereich Öl und Gas das
in Bild 5 dargestellte Täterprofil (estimated likely source
of incidents).
Obwohl die Studie nur allgemeine IT-Sicherheitsvorfälle,
ohne konkreten Bezug zu den Automatisierungssystemen,
dokumentiert, so ist doch abzulesen, dass Angestellte und
Dienstleister eine nennenswerte Quelle möglicher Angriffe
darstellen. Für den Bereich Power and Utilities nennt die
gleiche Studie für die Kategorie Current Employees einen
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atp edition
7-8 / 2014