Im Netz der Netze

Herausforderungen an eine IT- und internetbasierte Zukunft der Infrastrukturen

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© Fraunhofer IuK/Pixelio.de — 

Vernetzt: In Zukunft werden alle unsere kritischen Infrastrukturen von Informationstechnologie gesteuert und mit dem Internet verbunden sein.

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23. November 2011 — 

„Es wird in der Zukunft nichts mehr geben, keine Wasserversorgung, keine Energieversorgung, die nicht irgendwie mit IT vernetzt ist,“ sagte Prof. Dr. Henning Kagermann von der acatech (Die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften) im Juli auf der Konferenz Zukünftiges Internet. Und bezeichnete das Internet als „das globale Netzwerk des 21. Jahrhunderts“. Das BMBF spricht vom Internet als der „Infrastruktur der Infrastrukturen“.

Und tatsächlich funktionieren immer mehr unserer wichtigsten Infrastrukturen kaum noch ohne die Hilfe von Informationstechnologien und vor allem nicht ohne eine Anbindung ans Internet. So ist zum Beispiel Informationstechnologie die Grundlage für die Telemedizin, die z. B. die ärztliche Versorgung auf dem Land sicherstellen soll. Mit der Digitalisierung der Industrieprozesse steht uns die nächste industrielle Revolution ins Haus. Und die Bundesregierung hat weitreichende Pläne für den Ausbau der Energieversorgung – unsere Netze und Stromzähler sollen intelligent werden. Demnächst wird das erste dieser Intelligenten Netze auf der Nordseeinsel Pellworm entstehen, unter Beteiligung des Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB. Wir sind auf dem Weg zum „Internet der Energien“. Und obwohl der Autofahrer es seinem Vehikel nicht ansieht, so besteht auch das Automobil zu einem immer größeren Teil aus Software und Eingebetteten Systemen. Unsere fahrbaren Untersätze kommunizieren mit einander, anderen Verkehrsteilnehmern und der Straße. Nicht nur werden die einzelnen Infrastrukturen immer IT-lastiger, sie sind auch miteinander verbunden. So wird der Betrieb von Elektroautos in Zukunft unmittelbar mit dem Betrieb intelligenter Stromnetze zusammenhängen. Es gibt Ansätze, Elektroautos als Zwischenspeicher zu nutzen, um durch Sonnen- und Windenergie verursachte Schwankungen im Stromnetz noch zusätzlich auszugleichen.

Dass unsere Infrastrukturen smarter werden, hat große Vorteil und ist in den meisten Fällen unabdingbar: Intelligente Stromnetze können die Schwankungen regenerativer Energien ausgleichen; Autos, die Unfälle vorhersehen, erhöhen die Sicherheit alle Verkehrsteilnehmer. Doch bringt das alles neue Anfälligkeiten und Schwachstellen mit sich. Gerade durch die Anbindung an das Internet ergeben sich Sicherheitsprobleme ganz neuen Ausmaßes. „Angriffe und Verwundbarkeiten pflanzen sich sehr schnell kaskadierend fort und früher isoliert betriebene Infrastrukturen werden anfällig für Cyberattacken“, erklärt Prof. Dr. Claudia Eckert, Leiterin der Fraunhofer-Einrichtung für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC. „Die Nutzung des Internet ist natürlich ein immenser Innovationsmotor, jedoch kann mangelnde Sicherheit sehr schnell zur Innovationsbremse werden. Deshalb ist es sehr wichtig, gerade jetzt, wo neue IKT-gestützte Infrastrukturen im Zusammenhang mit zum Beispiel Smart Grid, Elektromobilität, Smart Cities oder auch Smart Health entstehen, die Sicherheitsthemen ganz oben auf der Agenda zu platzieren und frühzeitig geeignete Maßnahmen vorzusehen.“

Der Schutz kritischer Infrastrukturen wird in Zukunft vor allem aus folgendem bestehen: Maßnahmen zur IT-Sicherheit. Spätestens seit der Stuxnet-Attacke und größeren Ausfällen im Bereich des Cloud-Computing ist klar, mit welcher Art von Bedrohung z. B. Betreiber von Kraftwerken es in Zukunft zu tun haben werden. IT-Systeme sind in der Steuerung unserer Infrastrukturen omnipräsent. „Industrial Control Systems (ICS) [...] are ubiquitous in today’s society, managing such critical services as water supply, industrial production, and energy generation and distribution“, heißt es dazu im Stuxnet White paper des Fraunhofer AISEC.

Für die IT gilt: das Problem ist auch die Lösung und jede Lösung schafft potentiell ein neues Problem. Ansätze, wie mit diesen Problemstellungen verfahren werden soll, gibt es viele. Ist die Basisstruktur des Internet oder eher die darauf laufenden Anwendungen als kritisch zu erachten? Oder sollte diese Unterscheidung gar nicht getroffen werden? Sollten Sicherheitsaspekte von vorn herein verstärkt mit bedacht werden oder reicht es, hinterher zu flicken? Anders gefragt: „security by design“ oder „security by patching“? Sollten kritische Infrastrukturen generell doch nicht ans Netz? Können die Entwickler von Virenschutzprogrammen mit der kriminellen Energie und der wachsenden Professionalität von Programmierern von Schadsoftware mithalten? Und außerhalb der technologischen Debatten stellt sich die Frage nach der gesellschaftlichen Akzeptanz und des Vertrauens in IKT-Lösungen und das Internet. „Das Ganze ist in erster [Linie] ein technologisches Problem, aber es kommt letztendlich auch gesellschaftliche Akzeptanz hinzu, die natürlich sichergestellt werden muss,“ sagte Prof. Dr. Peter Liggesmeyer, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Experimentelles Software Engineering IESE, gegenüber innovisions.de dieses Jahr auf dem Green IT Forum. Für alle diese und viele andere Herausforderungen müssen Forschung, Gesellschaft, Politik und Wirtschaft Antworten finden, möglichst bevor Informationstechnologien und das Internet unsere kritischen Infrastrukturen vollends durchdrungen haben. (kda)

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