Kritische Infrastruktur Mobilkommunikation

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1 Kritische Infrastruktur Mobilkommunikation Prof. Dr.-Ing Jochen H. Schiller Freie Universität Berlin cst.mi.fu-berlin.de 1

2 Motivation Zur Zeit geschätzt über 5,3 Milliarden Mobilfunknutzer (Menschen und Geräte) Damit deutlich mehr als klassische Festnetzrechner Mobilkommunikation dominiert also klar auch das Internet 2

3 Motivation Mehr und mehr Menschen, Firmen, Systeme verlassen sich auf Mobilkommunikation 75% der Bundesbürger älter 65 nutzen Mobilkommunikation bei Jüngeren sowieso annähernd 100% 27% der EU-Haushalte haben keinen Festnetzanschluss Spitzenreiter Tschechien mit 81%, Finnland 78% Höhere Datenraten bei UMTS und LTE beschleunigen Trend In vielen Ländern (z.b. China, Indien) und Regionen dominiert Mobilkommunikation aus Wachstumsgründen Festnetzausbau wäre viel zu langsam, bräuchte zu viele Ressourcen 3

4 Motivation Vielzahl neuer Anwendungen, die über die Sprachkommunikation hinausgehen Flottenmanagement, Überwachungssysteme, Bezahlsysteme, Navigationssysteme, Tickets, Banking, Gebäudesteuerung sind mehr und mehr mobil bzw. lassen sich mobil nutzen Sprache bleibt wichtig, z.b. für Notruf Mobilkommunikationssysteme sind fest im Alltag verankert, man verlässt sich auf sie! 4

5 Motivation Was, wenn es nicht funktioniert? Vielfältige Gründe Naturkatastrophen, Fehlbedienung, Softwarefehler, gezielte Angriffe Kleine Ausfälle bereits medienwirksam Schon wenige Stunden Teilausfall eines Netzes kommt in die Tagespresse Große Ausfälle? [ 10 5

6 Auch ein typisches Funknetz basiert auf einer Infrastruktur! PC im Internet benötigt DNS, DHCP, default gateway, provider Handy (GSM, UMTS ) benötigt Basisstation, Datenbanken, Vermittlungssysteme, gateways Notebook benötigt WLAN hotspot, Verbindungsübergabe, backbone Infrastruktur für eine Verwaltung GSM PSTN, CS core BSC MSC SGSN SS7 signalling gateways IP-based core router server farm, gateways, proxies firewall, GGSN, gateway Internet broadcast UMTS RNC public WLAN access points private WPAN private WLAN Prof. Dr.-Ing. Jochen H. Schiller cst.mi.fu-berlin.de

7 Was passiert, wenn es einfach keine Infrastruktur mehr gibt Prof. Dr.-Ing. Jochen H. Schiller cst.mi.fu-berlin.de

8 oder die Infrastruktur angegriffen wird? Schon im Festnetz Network Operators Face Larger, More Frequent Attacks as Attackers Redouble Their Efforts. Schlimmer im Mobilen Mobile/Fixed Wireless Operators Are Facing Serious Challenges to Maintaining Availability in the Face of Attacks. Mobile and fixed wireless operators are reporting that they have little visibility into traffic on their networks and even less ability to influence that traffic. With some notable exceptions, many mobile/fixed wireless network operators appear to have security postures approximating those of wireline operators some 8 to 10 years ago. [Arbor Networks, Inc.] 8

9 Kritische Infrastrukturen Definition Kritische Infrastrukturen sind Organisationen und Einrichtungen mit wichtiger Bedeutung für das staatliche Gemeinwesen, bei deren Ausfall oder Beeinträchtigung nachhaltig wirkende Versorgungsengpässe, erhebliche Störungen der öffentlichen Sicherheit oder andere dramatische Folgen eintreten würden. [ Schutz ist Kernaufgabe staatlicher Sicherheitsvorsorge Zahlreiche Behörden des BMI, wie z.b. BKA und BSI erarbeiten Konzepte Beispiele NPSI (Nationaler Plan zum Schutz von Informationsinfrastrukturen seit 2005) Prävention Reaktion - Nachhaltigkeit IT-Sicherheitskonzepte, Leitfäden, Übung LÜKEX mit besonderer Berücksichtigung der IT BMBF-Programm Forschung für die zivile Sicherheit 9

10 Kritikalität [ Definition Relatives Maß für die Bedeutsamkeit einer Infrastruktur in Bezug auf die Konsequenzen, die eine Störung oder ein Funktionsausfall für die Versorgungssicherheit der Gesellschaft mit wichtigen Gütern und Dienstleistungen hat. Beispiele Energieversorgung, IKT, Transport- und Verkehr, Wasserver- /-entsorgung, Gesundheitswesen, Ernährung, Notfall- /Rettungswesen, Katastrophenschutz, Parlament, Regierung, Verwaltung, Justiz, Finanz-/Versicherungswesen, Medien/Kulturgüter 10

11 Kritikalität [ Definition Relatives Maß für die Bedeutsamkeit einer Infrastruktur in Bezug auf die Konsequenzen, die eine Störung oder ein Funktionsausfall für die Versorgungssicherheit der Gesellschaft mit wichtigen Gütern und Dienstleistungen hat. Beispiele Energieversorgung, IKT, Transport- und Verkehr, Wasserver- /-entsorgung, Gesundheitswesen, Ernährung, Notfall- /Rettungswesen, Katastrophenschutz, Parlament, Regierung, Verwaltung, Justiz, Finanz-/Versicherungswesen, Medien/Kulturgüter Viele davon direkt oder indirekt von Mobilkommunikation beeinflusst! Beispiele: fast alle Notrufe bei Unfällen (auch automatisierte), just-in-time Flottenmanagement 11

12 Risiken Wenig hilfreich Risiko = Eintrittswahrscheinlichkeit * Schadenshöhe Parameter sind weitgehend unbekannt Oft hohe Korrelation von Ereignissen Domino- und Kaskadeneffekte Natur Sturm, Niederschlag, Hochwasser, Brände, Erdbeben Z.B. Fluten der Basisstationen beim Elbhochwasser, Dejustierung der Antennen nach Erdbeben in China Technisches/menschliches Versagen Komplexität in Planung, HW/SW-Fehler, Fahrlässigkeit, organisatorisches Versagen Z.B. inkonsistente Systemupdates der HLRs Terrorismus, Kriminalität, Krieg Sabotage, Spionage, cyberwar Gezielte Angriffe, Erpressung etc. sind Alltag 12

13 Verletzlichkeitsparadoxon Technologisch hoch entwickelte Gesellschaften reagieren deutlich sensibler Bevölkerung ist hohe Versorgungssicherheit gewohnt, kennt hohe Sicherheitsstandards Wenn etwas passiert, dann ist der Absturz tiefer Trügerisches Gefühl der Sicherheit Gerade mit zunehmender Robustheit und geringerer Störanfälligkeit eines Systems Paradoxon In dem Maße, in dem ein Land in seinen Versorgungsleistungen weniger störanfällig ist, wirkt sich jede Störung umso stärker aus. [ Verstärkung durch immer weiter gehende Abhängigkeit 13

14 Alles weit hergeholt? 14

15 Es betrifft die Kunden! 15

16 Viele Angriffe auf Schicht 7 16

17 Angriffe von innen 17

18 Was tun? Neue Risikokultur Offene Risikokommunikation zwischen Staat, Unternehmen und Bürgern im Vorfeld eines Ereignisses Auf Unsicherheiten, mögliche Probleme hinweisen Alternativen aufzeigen ohne zu verunsichern Bessere Zusammenarbeit der Akteure und Selbstverpflichtung der Netzbetreiber zur Prävention und Bewältigung von Ereignissen Selbstschutz- und Selbsthilfefähigkeit verbessern Von Nutzern Aufklärung, Ausbildung, Erziehung und Systemen Self-x-Fähigkeiten integrieren 18

19 Eigene Forschungsschwerpunkte Teilvermaschte spontane Funknetze Großes Testnetz, vielfältige Werkzeuge Funksensornetze Plattform für vielfältige Projekte Sichere Mobilkommunikation Angriffs- und Einbruchserkennung Öffentliche Sicherheit Forschungsforum für die großen Fragen Zuverlässige, verifizierte eingebettete Systeme Immerhin > 95% aller CPUs 19

20 Risikokommunikation Ganz aktuell auf der Agenda Parlamentarische Staatssekretär beim Bundesminister des Innern Dr. Ole Schröder 20

21 SKIMS Immunsystem für Handys Kooperatives System zum Erkennen, Eingrenzen und ggf. Bewältigen von sicherheitskritischen Ereignissen Honeypot erkennt Angriffsversuche Entropie-Analyse erkennt schadhaften Code Sichere SW- Aktualisierungen Schaffung dezentralen, spontanen Vertrauens 21

22 Aktive, neuartige Nutzung von Mobilkommunikation (Teil-) Vermaschte Netze als Ergänzung Weniger Abhängigkeiten von Infrastrukturen und zentralen Komponenten (siehe Apps, Warnmeldungen für Handys Ersatz für Sirenen, Ergänzung zum Rundfunk, ortsgenauere Informationen (z.b. System KATWARN) Warum nicht auch exotisches? Integration simpler, (analoger) walkie-talkie- Funktionalität in Handys damit einfache Sprachkommunikation im Notfall 22

23 Kritische Infrastruktur Mobilkommunikation Mobilkommunikation dominiert unser Leben in vielfältiger Weise Stabilität, Verfügbarkeit, Robustheit werden hingenommen System ist deutlich verletzbarer als angenommen Problem ist erst ansatzweise erkannt, wird aber bei weitem noch nicht kommuniziert, auch wird noch nicht richtig darauf reagiert 23