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ForschungsForum Paderborn
Quelle: Claudia Funke
Abb. 6: Foto Raspberry Pi. Ein solches Gerät genügt, um die Kommunikation in einem Smart Home abzuhören.
und sich wiederholende Kommunikation stattfinden.
Ein intelligenter Einbrecher kann, wie im letzten
Abschnitt beschrieben, eine Wohnung
ausspionieren, um unseren Tagesablauf und
dadurch einen guten Zeitpunkt für einen Einbruch
zu bestimmen. Eine einfache Lösung für dieses
Problem scheinen nutzlose Nachrichten zu sein,
die einzelne Komponenten in unregelmäßigen
Abständen versenden und die nur Aktivität vortäuschen
sollen. Um ihren Zweck zu erfüllen, darf ein
Lauscher diese Nachrichten nicht als nutzlose
Nachrichten identifizieren. Gute Verschlüsselungsverfahren
erreichen genau dies, da mit ihrer Hilfe
unnütze, zufällig erzeugte Nachrichten durch
einen Angreifer nicht von sinnvollen Nachrichten
unterschieden werden können.
Für die Umsetzung von sicherer, d. h. authentisierter
und vertraulicher Kommunikation in einer
vernetzten Wohnung müssen drei Herausforderungen
bewältigt werden, die in die drei Begriffe
Verfügbarkeit, Komfort und Kompatibilität zusammengefasst
werden können. Betrachten wir als
erstes die Verfügbarkeit. Methoden zur Authentisierung
und Verschlüsselungsverfahren sind klassische
Themen der Sicherheit und Kryptographie
mit vielen, auch standardisierten, Lösungen wie
SHA1, SHA2 oder SHA3 (Secure Hash Algorithm)
zur Authentisierung oder AES (Advanced Encryption
Standard) zur Verschlüsselung. Diese Verfahren
müssen auf (fast) allen Komponenten einer
vernetzten Wohnung effizient umgesetzt werden,
um die Verfügbarkeit dieser Komponenten nicht
durch langsame Sicherheitsmechanismen zu
gefährden. Zu diesen Komponenten gehören
Sensoren und Aktoren, die für die kryptographischen
Verfahren zur Authentisierung und
Verschlüsselung nur wenige Ressourcen bereitstellen.
Es müssen daher Verfahren entwickelt und
umgesetzt werden, die auch auf stark ressourcenbeschränkter
Hardware noch sicher und effizient
sind. Ergänzend oder alternativ hierzu kann
spezielle und kostengünstige Hardware entwickelt
werden, die nur für die Ausführung von
Authentisierungs- und Verschlüsselungsverfahren
eingesetzt wird. Schließlich werden Protokolle
benötigt, durch die sich Komponenten mit unterschiedlichen
Einschränkungen automatisch auf
kryptographische Verfahren einigen, die beide
Komponenten effizient unterstützen und die
möglichst hohe Sicherheit bieten.
Wir haben oben bereits bemerkt, dass für
Verschlüsselungsverfahren sogenannte geheime
Schlüssel benötigt werden. Gleiches gilt für kryptographische
Verfahren zur Authentisierung. Kurz
gefasst, authentisiert sich eine Komponente,
indem sie nachweist im Besitz eines geeigneten
Schlüssels zu sein, der die Komponente und ihre
Rechte identifiziert.
Der Prozess, mit dem eine Komponente einen sie
identifizierenden Schlüssel erhält, wird Personalisierung
der Komponente genannt. Da der Schlüssel
einer Komponente von der Wohnung abhängen
muss, in der die Komponente eingesetzt wird,
muss die Personalisierung vor Nutzung der
Komponente und innerhalb der Wohnung, in der
die Komponente genutzt werden soll, durchgeführt
werden. Die Personalisierung durch geheime
Schlüssel ist ein Problem, das sich in jedem
System stellt, das kryptographische Verfahren zur
Sicherung des Systems einsetzt. Verfahren hierzu
sind notorisch schwierig und wenig nutzerfreundlich.
Hier gilt es also im Sinne des Komforts der
vernetzten Wohnung Lösungen zu finden, die
keine oder wenige Technikbarrieren errichten.
Universität Paderborn
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