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    Erfahren Sie in unserem Artikel im SPS Magazin wie Komponenten mit KEYNOA für’s digitale Zeitalter gewappnet werden können.

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Published in: IT-Sicherheit

Die unsichtbare Bedrohung: Warum industrielle IoT-Sicherheit eine PKI benötigt

Die unsichtbare Bedrohung: Warum industrielle IoT-Sicherheit eine PKI benötigt

Die unsichtbare Bedrohung: Warum industrielle IoT-Sicherheit eine PKI benötigt

Welche Risiken entstehen bei unzureichender IoT-Sicherheit?

In industriellen Einsatzbereichen wie Fabriken und Produktionsanlagen spielen IoT-Geräte eine zentrale Rolle bei der Überwachung, Steuerung und Optimierung von Prozessen. Die Auswirkungen von kritischen Infrastrukturen und Cyberattacken sind auf IoT-Geräte besonders gravierend. Ein unautorisiertes Eindringen oder die Manipulation von IoT-Geräten kann nicht nur zu Datenverlusten und finanziellen Schäden, sondern auch die Sicherheit von Mitarbeitern gefährden.

In einem typischen Angriff verschaffen sich Hacker über die IT auch Zugriff auf die OT. Die Konsequenz daraus ist, dass die Schadsoftware die Produktion lahmlegt. Oft werden Datenbanken verschlüsselt, die den Angreifern Lösegelder einbringen sollen. Nach der Attacke müssen die Systeme durch Forensiker detailliert untersucht werden. Die Kosten für den Produktionsausfall und die Wiederherstellung der Systeme sind hoch, der Vertrauensverlust und die Reputationsschäden ebenso.
Abhilfe soll die Industrienorm IEC 62443 schaffen, welche den Einsatz digitaler Zertifikate vorschreibt. Dabei bietet eine Public Key Infrastructure eine sichere Lösung für die Erstellung und Verwaltung der benötigten Zertifikate.

Was ist eine Public Key Infrastruktur (PKI) im Detail?

Als Public Key Infrastruktur (PKI) wird ein System bezeichnet, welches sowohl aus Software als auch Hardware besteht und die Möglichkeit bietet, digitale Zertifikate zu erzeugen, zu verteilen und zu prüfen. Mit anderen Worten beschreibt eine PKI die organisatorische und technische Infrastruktur, um digitaler Zertifikate über die gesamte Lebensdauer zu verwalten, um die Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit dieser zu gewährleisten. Eine PKI ist für eine moderne Informations- und Wissensgesellschaft von enormer Wichtigkeit und unterstützen dabei, zentrale Vertrauensdienste und ein modernes Schlüsselmanagement aufzubauen.

Was sind die wichtigsten Bestandteile und Elemente einer PKI?

Eine Public Key Infrastructure (PKI) ist ein komplexes System, welches verschiedene Bestandteile benötigt, um effektiv zu funktionieren. Dazu gehören digitale Zertifikate, Zertifizierungsstellen (CAs), untergeordnete Registrierungsstellen, Verzeichnisdienste für Zertifikate, Zertifikatssperrlisten, Validierungsservices und viele weitere.

Eine Zertifizierungsstelle (Certification Authority, CA) ist eine vertrauenswürdige Einrichtung oder Organisation in einer Public Key Infrastructure (PKI), die für die Ausstellung, Verwaltung von digitalen Zertifikaten verantwortlich ist. Sie überprüft die Identität des Zertifikatsinhabers und binden den öffentlichen Schlüssel an die Identität.
Ein digitales Zertifikat ist eine elektronische Datei, die in einer Public Key Infrastructure (PKI) verwendet wird, um die Identität einer Person, eines Geräts oder einer Organisation zu bestätigen und deren öffentlichen Schlüssel zu verknüpfen. Es dient als digitale Bescheinigung oder elektronischer Ausweis für den Inhaber des Zertifikats.

Wie funktioniert eine PKI?

Jedes IoT-Gerät erzeugt ein Schlüsselpaar, das jeweils aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel besteht. Der private Schlüssel bleibt geheim und wird vom Teilnehmer sicher aufbewahrt, während der öffentliche Schlüssel für andere zugänglich ist.
Um die Verbindung zwischen dem öffentlichen Schlüssel und der Identität eines Teilnehmers herzustellen, beantragt dieser ein digitales Zertifikat bei einer Zertifizierungsstelle (CA). Der Antrag enthält Informationen zur Identität des Teilnehmers und seinen öffentlichen Schlüssel.
Dann überprüft die Zertifizierungsstelle (CA) die Identität des Antragstellers durch sichere Authentifizierungsmethoden, bevor sie das Zertifikat ausstellt. Nach erfolgreicher Identitätsüberprüfung signiert die Zertifizierungsstelle das Zertifikat mit ihrem privaten Schlüssel. Dadurch wird die Echtheit des Zertifikats bestätigt und ermöglicht anderen Teilnehmern, das Zertifikat mithilfe des öffentlichen Schlüssels der Zertifizierungsstelle zu überprüfen.
Das signierte Zertifikat wird dem Teilnehmer übermittelt und kann von diesem in seinem Anwendungsbereich verwendet werden. Das Zertifikat enthält den öffentlichen Schlüssel des Teilnehmers sowie Informationen zur Zertifizierungsstelle, die das Zertifikat ausgestellt hat.
Wenn ein Teilnehmer eine Kommunikation mit einem anderen Teilnehmer aufnehmen möchte, überprüft er das Zertifikat des Kommunikationspartners. Dazu verwendet er den öffentlichen Schlüssel der ausstellenden Zertifizierungsstelle, um die Signatur des Zertifikats zu verifizieren und die Identität des Kommunikationspartners zu bestätigen. Sobald die Identitäten bestätigt wurden, können die Teilnehmer mithilfe der öffentlichen Schlüssel verschlüsselte Nachrichten austauschen, um die Vertraulichkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus können digitale Signaturen verwendet werden, um die Integrität der übertragenen Daten zu gewährleisten und die Authentizität des Absenders zu bestätigen.

Welche Vorteile und Mehrwerte bietet eine PKI?

Eine PKI ist ein unverzichtbares System in der Industrieautomatisierung und bietet eine Reihe von Vorteilen, die zur Gewährleistung der digitalen Sicherheit beitragen:

Authentifizierung

Eine PKI ermöglicht eine sichere Authentifizierung von Benutzern, Geräten und Organisationen. Durch den Einsatz von digitalen Zertifikaten können Identitäten verifiziert und die Echtheit eines Geräts sichergestellt werden.

Vertraulichkeit

Durch eine PKI werden Daten sicher verschlüsselt. Durch den Austausch von öffentlichen Schlüsseln können Daten verschlüsselt werden. Es haben nur autorisierte Geräte und Personen Zugriff die Daten entschlüsseln und einsehen. Auf diese Weise bleiben Daten und Informationen vertraulich.

Integrität

Mit Hilfe von digitalen Signaturen sorgt die PKI dafür, dass Daten während der Übertragung oder Speicherung nicht unbemerkt verändert werden können. Eine digitale Signatur, die mit einem privaten Schlüssel erstellt wurde, kann mit dem zugehörigen öffentlichen Schlüssel überprüft werden, um die Datenintegrität sicherzustellen.

Skalierbarkeit

Eine PKI kann problemlos skaliert werden, um eine große Anzahl von Benutzern, Geräten und Organisationen zu unterstützen. Sie ermöglicht die effiziente Verwaltung und Bereitstellung von Zertifikaten in komplexen Netzwerken und Umgebungen.

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