Interoperabilität und Verfügbarkeit: Feinde oder Verbündete der Cybersicherheit?
Neue technologische Entwicklungen wie künstliche Intelligenz, Robotik, Automatisierung und virtuelle Realität bieten dem Industriesektor viele profitable Möglichkeiten. Um diese effektiv zu nutzen, sind allerdings zwei Dinge erforderlich:
- Hohe Netzwerkverfügbarkeit
- Interoperabilität
Netzwerke müssen auch bei Unterbrechungen ein akzeptables Maß an verfügbaren Diensten bereitstellen und aufrechterhalten, um sicherzustellen, dass diese Technologien wie erwartet funktionieren.
In der Zwischenzeit müssen traditionell unflexible, isolierte Sicherheitskonzepte aufgebrochen werden, um Schnittstellen zu schaffen, damit sich Systeme nahtlos verbinden und kommunizieren können.
In der Automobilproduktion beispielsweise unterstützt Interoperabilität die Echtzeitkommunikation zwischen Produktion, Qualitätskontrolle und Lieferkettenmanagement, um Abläufe zu optimieren und Schwachstellen zu minimieren.
In der Halbleiterfertigung kann die Gewährleistung der Interoperabilität zwischen Chipdesign-Software, Fertigungsanlagen und Testinstrumenten die Produktion optimieren.
Die Kombination aus Interoperabilität und einer hohen Verfügbarkeit kann jedoch auch zusätzliche Komplexität mit sich bringen, die Einfallstore für Cyberangreifer schafft.
Wie lassen sich Interoperabilität und eine hohe Verfügbarkeit sicher miteinander kombinieren?
Lassen Sie uns zunächst etwas näher auf Interoperabilität und hohe Verfügbarkeit eingehen.
Interoperabilität verbindet kritische Systeme und Geräte
Interoperabilität bezieht sich auf die Fähigkeit verschiedener Systeme, Geräte und Anwendungen, sich miteinander zu verbinden, zu kommunizieren und zusammenzuarbeiten. Dies erfordert offene Schnittstellen, wie z. B. eine API, um Systeme miteinander zu verbinden und einen Datenaustausch zu ermöglichen.
Die Vorteile der Interoperabilität
Der durch Standards ermöglichte Datenaustausch kann verschiedene Vorteile bieten:
- Zugriffsberechtigungen, die festlegen, welche Aktionen ein Benutzer ausführen und auf welche Ressourcen er zugreifen kann.
- Einheitliches syntaktisches Verständnis, damit Systeme über kompatible Formate und Protokolle kommunizieren können.
- Einheitliches semantisches Verständnis, damit Systeme Informationen durch eine einheitliche Datenstruktur, Kodierung, Datenübertragung, Austausch und Interpretation genau und automatisch austauschen und interpretieren können.
- Systemübergreifende Prozesse, die die nicht-technischen Aspekte einer interoperablen Organisation standardisieren, wie z. B. Richtlinien, Arbeitsabläufe und Standards unterschiedlicher Systeme.
Interoperable Systeme erfordern weniger Ressourcen und weniger Aufwand zur Instandhaltung, wodurch eine optimale Konsistenz und Vergleichbarkeit über Geräte und Datensätze hinweg gewährleistet werden kann. Dies kann dazu beitragen, eine höhere Datenqualität sowie eine effizientere Datenverarbeitung und -nutzung zu erreichen.
Die Interoperabilität bringt auch Vorteile für die Cybersicherheit, da neue Sicherheitslösungen schnell und einfach implementiert werden können.
Die Risiken der Interoperabilität
Da Interoperabilität ein System auch verwundbarer machen kann, ergeben sich durch den Datenaustausch höhere Anforderungen an den Datenschutz und die Cybersicherheit. Netzmanager müssen sich der entsprechenden Wechselwirkungen zwischen den Systemen bewusst sein.
Zur Förderung von Interoperabilität entwickelte Standards sollten Sicherheitsvorschriften enthalten und umsetzen. Organisatorische Maßnahmen für klare systemübergreifende Prozesse, wie oben erwähnt, können ebenfalls zur Sicherheit beitragen.
Interoperabilität bringt viel Potenzial und Funktionalität mit sich, erhöht allerdings auch die Komplexität. Dies kann die Fehlerbehebung erschweren. Je höher die Komplexität eines Systems, desto schwieriger ist es, eine hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten.
Eine hohe Verfügbarkeit gewährleistet unterbrechungsfreie Verbindungen
Eine hohe Verfügbarkeit beschreibt die Zuverlässigkeit eines Systems oder einer Anlage und die Fähigkeit, über einen bestimmten Zeitraum kontinuierlich zu funktionieren. Das Ziel besteht in der Regel darin, eine Five-Nines-Verfügbarkeit zu erreichen, d. h., dass das System 99,999 % der Zeit verfügbar ist.
In industriellen Umgebungen gibt es verschiedene Kennzahlen zur Messung der Verfügbarkeit:
- Mean Time Between Failures (MTBF): die erwartete Betriebsdauer zwischen Systemausfällen
- Mean Downtime (MDT): die durchschnittliche Ausfallzeit des Systems
- Recovery Time Objective (RTO): die Zeit, die für die Reparatur oder Wiederherstellung nach einem ungeplanten Systemausfall benötigt wird
Vor der Bereitstellung wird ein System mit hoher Verfügbarkeit ausgiebig getestet und es werden Backups und Failover-Lösungen eingerichtet. Um eine hohe Systemverfügbarkeit zu gewährleisten, wird in der Regel ein Single-Point-of-Failure-Prinzip verfolgt. Das bedeutet, dass ein Ausfall einer einzelnen Komponente zugeschrieben werden kann. Streng genommen lässt sich dieses Prinzip nicht durch die Verbindung verschiedener Systeme und Schnittstellen umsetzen.
Um eine hohe Verfügbarkeit zu erreichen, muss sichergestellt werden, dass Ausfälle erkannt werden können. Im besten Fall gibt es Systeme und Mechanismen, die bei einem Ausfall einer Komponente automatisch aktiv werden, damit der Betrieb nahtlos fortgesetzt werden kann.
Dies kann beispielsweise durch den Einbau von Redundanzen erreicht werden, die einen Übergang zu einer anderen Komponente ermöglichen, die den gleichen Prozess fortsetzt. Dies darf nicht zu Leistungs- oder Datenverlusten führen. Doppelte Strukturen mögen in Hinblick auf die Effizienz kontraproduktiv erscheinen, sind allerdings eine notwendige Absicherung für die Systemverfügbarkeit.
Die Vorteile einer hohen Verfügbarkeit
Ein Netzwerk mit hoher Verfügbarkeit bietet unternehmenskritischen Prozessen zahlreiche wichtige Vorteile.
Eine hohe Verfügbarkeit gewährleistet weniger Ausfallzeiten. Wenn Ihr Netzwerk und die damit verbundenen kritischen Systeme auch bei Ausfällen des Netzwerks betriebsbereit bleiben, werden die Produktion und der Umsatz davon nicht beeinträchtigt.
Da Sie sich auf Ihr Netzwerk und Ihre Systeme verlassen können, ist auch eine zuverlässige Kommunikation zwischen diesen möglich. Dies ermöglicht eine nahtlose Interaktion zwischen Geräten, Sensoren und Steuerungssystemen, um die Prozesse und die Ressourcenzuweisung zu optimieren.
Die Risiken einer hohen Verfügbarkeit
Netzwerke mit hoher Verfügbarkeit sind in der Regel mit mehreren Endpunkten verbunden. Dies vergrößert die Angriffsfläche und bietet Cyberangreifern mehr potenzielle Einfallstore für Cyberangriffe.
Sind diese Netzwerke zudem komplex, kann es zu Sicherheitslücken oder Fehlkonfigurationen kommen, die zu noch mehr Schwachstellen führen können.
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Über den Autor
Sarah Kolberg joined the Belden team as a software content marketing manager in April 2023. Based in Germany, she helps produce content about industrial cybersecurity.