Smart Grid und die Verwundbarkeit von IT-Systemen

Transkript

1 Smart Grid und die Verwundbarkeit von IT-Systemen Tomi Engel Berlin

2 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

3 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 100% 50-70% Verlust durch Abwärme abhängig von Energiespeichern die auch noch meist in fremden Ländern liegen % Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

4 Foto: Wikipedia, United States Navy, U.S. Air Force photo/staff Sgt. Brian Ferguson

5 Foto: Wikipedia, US News

6 Schlachtfeld Internet - Reportage & Dokumentation - ARD Das Erste :14 SENDETERMIN Mo, :30 Uhr Die Story im Ersten Schlachtfeld Internet Wenn das Netz zur Waffe wird Die Story im Ersten: Schlachtfeld Internet Video verfügbar bis Das Internet ist in bisher kaum bekanntem Ausmaß "Aufmarschgebiet" für die digitalen Quelle: ARD Sendung z.b. via: Truppen der Kriege des 21. Jahrhunderts. In einem exklusiven Interview mit dem amerikanischen Sender WGBH, dem NDR und Servus TV enthüllt Whistleblower Edward Snowden, wie die NSA und andere Nachrichtendienste das Netz zur Waffe machen.!

7 Schlachtfeld Internet - Reportage & Dokumentation - ARD Das Erste :14 SENDETERMIN Mo, :30 Uhr Die Story im Ersten Schlachtfeld Internet Wenn das Netz zur Waffe wird Die Story im Ersten: Schlachtfeld Internet Video verfügbar bis Das Internet ist in bisher kaum bekanntem Ausmaß "Aufmarschgebiet" für die digitalen Truppen der Kriege des 21. Jahrhunderts. In einem exklusiven Interview mit dem amerikanischen Sender WGBH, dem NDR und Servus TV enthüllt Whistleblower Edward Snowden, wie die NSA und andere Nachrichtendienste das Netz zur Waffe machen. Eindringlich warnt der ehemalige Mitarbeiter der NSA, das weltweite Abhören und Datensammeln der NSA sei nur die Vorstufe, die einem weiterreichenden Ziel diene. Das Cyber Command der Vereinigten Staaten marschiere über digitale Schwachstellen ein, um das Internet zu besetzen und dann gezielt angreifen zu können. Snowden benennt konkrete Programme und beschreibt, was passieren kann, wenn die USA künftig Krieg im Quelle: ARD Sendung z.b. via: Netz führen. Menschen werden sterben, warnt Snowden. "Das Internet sollte Frieden und Demokratie fördern und keine Waffe sein", so der Whistleblower.! Deutschland Drehkreuz des digitalen Krieges Das exklusive Interview ist Herzstück der Dokumentation "Schlachtfeld Internet Wenn das Netz zur Waffe wird". In Zusammenarbeit mit deutschen Experten und amerikanischen

8 Cyberwar? und die Computer-Unsicherheit

9 Cyberwar? ist am ehesten vergleichbar mit Wirtschafts- und Finanzkriegen

10 "Attribution?" Wer war es? Cyberwar? ist am ehesten vergleichbar mit Wirtschafts- und Finanzkriegen aber anonym!

11 "Attribution?" Wer war es? Cyberwar? ist am ehesten vergleichbar mit Wirtschafts- und Finanzkriegen aber anonym! Deutscher Bundestag Drucksache 17/ Wahlperiode Bericht des Ausschusses für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung (18. Ausschuss) gemäß 56a der Geschäftsordnung Technikfolgenabschätzung (TA) TA-Projekt: Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften am Beispiel eines großräumigen und langandauernden Ausfalls der Stromversorgung Inhaltsverzeichnis Seite Vorwort des Ausschusses 3 Zusammenfassung I. Einleitung Verletzlichkeit moderner Gesellschaften Stromausfall als Auslöser einer nationalen Katastrophe Beauftragung, Vorgehen, Aufbau des Berichts II. Das System des Krisenmanagements in Deutschland Rechtsgrundlagen der Katastrophenbewältigung Krisenmanagement in Deutschland: Akteure, Strukturen und Verfahren III. Folgen eines langandauernden und großräumigen Stromausfalls Einleitung Anmerkungen zu den Ursachen eines langandauernden und großräumigen Stromausfalls Kosten Folgenanalysen ausgewählter Sektoren Kritischer Infrastrukturen Informationstechnik und Telekommunikation Transport und Verkehr Wasserversorgung und Abwasserentsorgung

12 Sicherheit und Unsicherheit von Computern Verschlüsselung Firewalls Zertifikate Zugangskontrolle Honeypots

13 Sicherheit und Unsicherheit von Computern Verschlüsselung Firewalls Zertifikate Zugangskontrolle Honeypots Trojaner Viren Würmer

14 Sicherheit und Unsicherheit von Computern Verschlüsselung Firewalls Zertifikate Zugangskontrolle Honeypots Buffer-Overflow Programmierfehler Viren Würmer Backdoors Trojaner

15 Sicherheit und Unsicherheit von Computern Verschlüsselung Firewalls Zertifikate Zugangskontrolle Honeypots Buffer-Overflow Viren Trojaner Brute-Force Würmer Programmierfehler Backdoors DDoS-Attacke

16 Sicherheit und Unsicherheit von Computern Verschlüsselung Firewalls Zertifikate Zugangskontrolle Buffer-Overflow Viren Trojaner Brute-Force Honeypots False-Root-CA Würmer Programmierfehler Backdoors DDoS-Attacke Hash-Collisions Man-in-the-Middle usw. usw.

17 Sicherheit und Unsicherheit von Computern Verschlüsselung Firewalls Zertifikate Zugangskontrolle Honeypots Biometrie Hacks Buffer-Overflow Viren Trojaner Brute-Force Würmer Programmierfehler Backdoors DDoS-Attacke False-Root-CA Hash-Collisions GPS-Spoofing SQL-Injection Man-in-the-Middle Social Hacking usw. usw.

18 Sicherheit und Unsicherheit von Computern Verschlüsselung Firewalls Zertifikate Zugangskontrolle Honeypots Zero-Day Exploits US-Dollar Biometrie Hacks Buffer-Overflow Viren Trojaner Brute-Force Würmer Programmierfehler Backdoors DDoS-Attacke False-Root-CA Hash-Collisions GPS-Spoofing SQL-Injection Man-in-the-Middle Social Hacking usw. usw.

19 Merke Das einzige System, das 100%ig sicher ist, ist eines das man zu nichts gebrauchen kann!

20 We need systems that fail smartly'!" Bruce Schneier Cryptographie Guru Quelle: Charles C. Mann, Homeland Insecurity, 2002

21 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

22 Energiewende 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme

23 Energiewende 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme passiert dort, wo es kein Internet gibt.

24 Solare Struktur... Dezentrale Netzwerke

25 Solare Struktur... Dezentrale Netzwerke xx Mio. Kraftwerke

26 Solare Struktur... Dezentrale Netzwerke

27 Nahrung Strom Wärme Mobilität Energieeinheit kwh! Strom

28 Strom 1,45 Mio. dezentrale Kraftwerke in nur 10 Jahren = Massenproduktion

29 Strom 1,45 Mio. dezentrale Kraftwerke kw(peak) 30 % 70 %

30 Strom 1,45 Mio. dezentrale Kraftwerke Anzahl der Anlagen 1,38 Mio.

31 Strom Die Energiewende 1,45 Mio. dezentrale Kraftwerke braucht zur Kontrolle ein Smart Grid Anzahl der Anlagen 1,38 Mio.

32 Strom Die Energiewende 1,45 Mio. dezentrale Kraftwerke braucht zur Kontrolle ein Smart Grid Baustein für die Energiewende: 7 Eckpunkte für das Verordnungspaket Intelligente Netze Anzahl der Anlagen I. Die Notwendigkeit eines energiewendetauglichen Smart Metering 1,38 Mio. Die fluktuierende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien stellt besondere Anforderungen an das Stromversorgungssystem. Dieses muss zur Netz- und Marktintegration der Erneuerbaren stets ausreichend Kapazitäten und Flexibilitäten zum Ausgleich oder zur Abnahme des volatilen erneuerbaren Stroms bereithalten. Zusammengehalten wird ein solches System von intelligenten Netzen, die nicht nur Strom transportieren und verteilen, sondern stets auch das notwendige Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch sicherstellen müssen. Die hohen

33 Indicative smart grid Die Vorstellungen vom Smart Grid Source: EPRI Quelle: EPRI

34 Indicative smart grid Die Vorstellungen vom Smart Grid Source: EPRI Quelle: EPRI

35 Indicative smart grid Die Vorstellungen vom Smart Grid Source: EPRI Puppenspieler? Der Netzbetreiber als zentraler allwissender Quelle: EPRI

36 Die Vorstellungen vom Smart Grid Quelle: DKE Normungsroadmap - Smart Grids 2.0

37 zu nennen. Kooperationen mit weiteren Orga internationalen Studien zum Thema Smart nisationen sind bereits formal größtenteils ver Grid-Standardisierung diskutiert und als Kern einbart. Im Rahmen dieser Roadmap werden einer zukünftigen Automations- und Netzleit dazu noch weitere neue Abhängigkeiten doku technik von weltweiten Smart Grid-Implemen- mentiert, speziell mit dem Fokus auf neue The tierungen angesehen. Die Vorstellungen vom Smart Grid Energy Market I Participants * CIM Extensions U t i l i t y j Customers Utility Service I P r o v i d e r Other Businesses Inter-System / Application Profiles {CIM XML, CIM RDF) 970 / 6J968 Common Information Model (CIM) )(J Component Interface Specification (CIS) / SIDMS SCADA Apps EMS Apps DMS Apps System Engineering Market Operation Ap DC DC Engineering & Maintenance Apps Application To Application (A2A) and Business To Business (B2B) Communication Bridges to other Domains Technology mappings External IT Data Acquisition and Control Front-End / Gateway / Proxy Server/ Mapping Services / Role-based Access Control TC13 WG14 Meter Standards DLMS Telecontrol Communications Media and Services & 104 >[ ( I TC13 f RTUs or Field WG14 Substation v / Systems Revenue Meters , 7-4 Object Models C ACSI Existing Object Models Engineering Mapping to MMS ^ ( M a p p i n g J V to Web Services j Substation Devices Communication Industry Standard Protocol Stacks (ISO/TCP/IP /Ethernet) leds, Relays, Meters, Switchgear, CTs, VTs^C ]. Object Models J > App Services J > P r o t o c o l s J Devices and Systems beyond the using TASE.2 Substation I I, Web Services j I DERs, Meters Apps WAN Communications Media and Services ( O t h e r " * ) I ^Control Centersj Application Interfaces 3 t Equipment And System Interfaces "*] Specific Object J M a p p i n g s Field Object Models Specific Communication Service Mappings Protocol Profiles External Systems (Symmetric Client / Server protocols) Quelle: Die IEC TR Seamless Integration Reference Architecture (SIA) Abbildung 6: Die IEC TR Seamless Integration Reference Architecture (SIA) Abbildung 6 dokumentiert dabei die einzelnen talen Zähler, oftmals auch als Smart Meter"

38 Merke Systeme scheitern an ihrer eigenen Komplexität!

39 Zentrale Fragen zum "Smart Grid" Dezentrales Stromnetze Netzmanagement und Energiespeicher Kommunikation ist kein Zeichen von Intelligenz

40 Zentrale Fragen zum "Smart Grid" Dezentrales Stromnetze Netzmanagement und Energiespeicher Kommunikation ist kein Zeichen von Intelligenz

41 Zentrale Fragen zum "Smart Grid" Dezentrales Stromnetze Netzmanagement und Energiespeicher Kommunikation braucht braucht Strom

42 Zentrale Fragen zum "Smart Grid" Dezentrales Stromnetze Netzmanagement und Energiespeicher Kommunikation braucht???? Strom braucht

43 Zentrale Fragen zum "Smart Grid" Dezentrales Stromnetze Netzmanagement und Energiespeicher Kommunikation braucht!!!!! Strom versteht

44 Merke! Wir brauchen einfache, robuste und eigensichere Lösungen.

45 Wie erkennt lügt? man, wann das Smart Grid

46 In der Natur gibt es keine zentral Leitstelle sondern lediglich große und kleine Ereignisse auf die jedes Teilsystem eigenständig (dezentral) reagiert.

47 Wettervorhersage In der Natur gibt es keine zentral Leitstelle

48 Wetter Wettervorhersage

49 Rechts vor Links Grüne Welle funktioniert immer sehr effizient, wenn es funktioniert

50 Realität funktioniert immer, ist aber nicht zwingend optimal Wetter Theorie Wettervorhersage Rechts vor Links ist unsicher aber letztlich auch zeitunkritisch Grüne Welle 100%-EE Grid-Code Smart -Grid

51 boratory, Bangalore, India m.com taff Member at Smarter Energy group in IBM Research - rch, her work is focused on demand side management edded analytics research. This research includes innovative lug for decentralized micro demand response), SocketWatch liance monitoring system for detecting electricity wastage and ning) and EU FP7 project WATTALYST on residential and response. ts are in energy systems, machine learning, data mining, and optimization. She pursued her Masters in Computer stitute of Science (IISc), Bangalore. ccuracy of any user content posted. IBM does not endorse any user content. User content does not represent the views or tent. Patents in-tanuja.ganu Dezentrales Netzmanagement jeweils relevanten Parameter berücksicht munikation mit dem Energieversorger ist Dies ist ein enormer finanzieller Vorteil ge Lösungen. beobachtet das reale Wetter im Stromnetz und handelt automatisch netzstabilisierend. Wettervorhersagen helfen die Zukunft im Stromnetz einzuschätzen sind aber nicht zwingend notwendig. Page 1 of 1 La La w d lä au A B W au d Ü Ve fü te P D ei zu

52 Zentrale Fragen zum "Smart Grid" x-millionen dezentrale (egoistische) Akteure es wird keine zentrale Leitstelle geben Verbraucher werden sich aus dem System verabschieden Sehr dynamische und regionale Systeme starke Leistungsschwankungen kurze Reaktionszeiten Cyberwar you ain't seen nothing yet das sichere" Smart Grid? sichere Computer? Eigensicher? Resourcenmangel wird die Menschen nicht "netter" machen Dezentral Dynamisch

53 Was für ein Smart Grid?

54 Inselnetzfähig Modular Nicht zerstörbar Keep-it-simple Die Energiewende braucht ein anderes Smart Grid Ohne zentrale Leitstelle Fehlertolerant! Das Internet" des Stromnetzes"?

55 Merke! Sabotageakte mit Hilfe von Computersystemen werden in der Zukunft zunehmen."

56 Merke! Das Stromnetz muss auch ohne Computernetze stabil arbeiten." 100%-EE-Gridcode Smart Failure!

57 Merke! Die Energiewende ist dezentral und bleibt dezentral!

58 Tomi Engel