Störungen im IIoT-Steuerungsnetz

Wie man Licht ins Dunkel von Industrial Control Systems bringt

| Autor / Redakteur: Klaus Mochalski / Redaktion IoT

Fallbeispiele operativer Störungen im IIoT-Steuerungsnetz
Fallbeispiele operativer Störungen im IIoT-Steuerungsnetz (Quelle: www.pixabay.com)

Nur 18 % der Anlagenbetreiber haben in Ihren Netzwerken den Durchblick. Dies bestätigen auch Ergebnisse aus Industrie 4.0 Stabilitäts- und Sicherheitsaudits. Doch welche Faktoren gefährden Produktivität und Kontinuität der Fertigung?

In industriellen Steuerungsnetzen herrscht noch immer flächendeckend Intransparenz. Dieser Zustand betrifft nicht nur die Cybersicherheit, sondern auch technische Fehlerzustände, die im Verborgenen die Systemeffizienz reduzieren.

Industrie 4.0 und das Industrielle Internet der Dinge (IIoT) verändern nicht nur grundlegend die Geschäftsmodelle ganzer Branchen. Auf einem greifbaren Level wird auch die Rolle des Anlagenbetreibers neu definiert. Er übernimmt die zentrale Verantwortung, die Kontinuität der Produktion sicherzustellen. Denn die Netzwerke in der Automatisierungsindustrie – insbesondere die Steuerungsnetze (Industrial Control System oder ICS) – sind das Nervensystems eines jeden Industrie 4.0-Unternehmens.

Tappen im Dunkeln

Eine aktuelle Studie des unabhängigen Analystenhauses Forrester Consulting zeigt jedoch, dass die wenigstens Unternehmen diesen Wandel bisher strategisch nachhaltig gestalten. Laut der weltweiten Umfrage wissen nur 18 % aller Verantwortlichen in Großunternehmen, wer in ihren Netzwerken aktiv ist. 82 % fehlt demnach die digitale Transparenz – eine Grundvoraussetzung für das funktionierende Netzwerkmanagement und somit für die Kontinuität und Gesamtanlageneffektivität eines Unternehmens.

Die Studie zeigt, dass in Unternehmen weder eine Übersicht aller Netzteilnehmer vorliegt, noch die Abläufe, Konfigurationen und konkreten Kommunikationsmuster in Steuerungsnetzen bekannt sind. Anlagenbetreibern und Netzwerkverantwortlichen fehlen damit die Grundlagen, ihr ICS effektiv zu steuern:

  • Klarheit zur Architektur ihres ICS in Form eines vollständigen Network Mappings;
  • Transparenz aller Vorgänge in Echtzeit und Detail;
  • Risikoeinschätzung (Risk Assessment) für rechtzeitige Reaktion auf Ereignisse;
  • Integration von Network-Condition- und Anomaliedaten zur Prozessoptimierung.
  • Beeinträchtigte Echtzeitprozesse und Sicherheitslücken

    Zu diesem Ergebnis kommt auch der Spezialist für Industrial Security, Rhebo in seinen Langzeitprojekten sowie Industrie 4.0 Stabilitäts- und Sicherheitsaudits bei Automationsunternehmen und Kritischen Infrastrukturen, bei dem die neue Generation einer industriellen Anomalieerkennung zum Einsatz kommt.

    Demnach können in ICS vier Hauptfaktoren identifiziert werden, welche die Produktivität und Kontinuität der Fertigung gefährden:

    1. Wachsende Komplexität: In Audits wurden nicht selten mehrere Hundert Komponenten verschiedenster Hersteller und Betriebssysteme in einem ICS detektiert. Diese sind häufig mit proprietären Werkkonfigurationen integriert und nicht aufeinander abgestimmt. In dieser Unübersichtlichkeit verstecken sich zudem nicht selten Netzteilnehmer, die unerwünscht oder gar unbekannt sind.
    2. Zugriff auf Steuerungssysteme von außen: ICS-Protokolle verfügen über ein geringes Maß an Sicherheitsvorkehrungen. Umso einfacher ist die Kontrollübernahme von Geräten. Aufgrund der zunehmend übergreifenden Vernetzung zwischen den einzelnen Ebenen eines ICS wird der Zugriff von außen immer wahrscheinlicher. So sind häufig prozessnahe Komponenten aus dem Level 2 zur Datenlieferung direkt mit Systemen aus dem Level 4 oder 5 in Kontakt, die jedoch auch an das Internet angebunden sind.
    3. Ungeregelte Kommunikationsstrukturen: Automatisierte Fertigungen sind abhängig von Echtzeitprozessen. Umso überraschender ist es, dass die Kommunikationsflüsse häufig nicht kapazitätsorientiert verwaltet werden, sondern mit Werkeinstellungen unlimitiert Abfragen erfolgen dürfen.
    4. Fehlkonfigurationen: In komplexen, wachsenden und prozessseitig immer wieder angepassten Fertigungen bleibt die konsistente Konfiguration des Steuerungsnetzes häufig auf der Strecke. Ausbleibende Nachrichten und Überlastungen sind die Folge.

    Mit der industriellen Anomalieerkennung werden diese Störvektoren für Anlagenbetreiber sichtbar. Damit erhalten sie die Kontrolle über ihre Steuerungsnetze und können umgehend auf Ereignisse reagieren sowie die Anlagenverfügbarkeit und Prozessstabilität sicherstellen.

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