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1 Frauhofer-Verbüde IuK-Techologie, Verteidigugs- ud Sicherheitsforschug Strategie- ud Positiospapier Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug 2

2 Strategie- ud Positiospapier Cyber-Sicherheit 2020

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4 Strategie- ud Positiospapier Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug Herausgeber Prof. Dr.-Ig. Reimud Neugebauer Präsidet der Frauhofer-Gesellschaft Prof. Dr. Matthias Jarke Vorsitzeder Frauhofer-Verbud IuK-Techologie Prof. Dr. rer. at. Klaus Thoma Vorsitzeder Frauhofer-Verbud Verteidigugs- ud Sicherheitsforschug VVS Redaktio Prof. Dr.-Ig. Jürge Beyerer Frauhofer-Istitut für Optroik, Systemtechik ud Bildauswertug IOSB Prof. Dr. Claudia Eckert Frauhofer-Istitut für Agewadte ud Itegrierte Sicherheit AISEC Prof. Dr. Peter Martii Frauhofer-Istitut für Kommuikatio, Iformatiosverarbeitug ud Ergoomie FKIE Prof. Dr. Michael Waider Frauhofer-Istitut für Sichere Iformatiostechologie SIT

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6 Ihalt 1 Zusammefassug Bedeutug der IT-Sicherheit Kulturwadel durch Systemforschug Rolle der Frauhofer-Gesellschaft Agewadte Forschug zur IT-Sicherheit Herausforderuge durch zuehmede Digitalisierug Sicherheits-Systemforschug am Beispiel Idustrie Forschugsageda»Cyber-Sicherheit 2020« Chace ud Notwedigkeit der deutsche Cyber-Security-Forschug IT-Sicherheits-Forschugsladschaft Stärkug der awedugsorietierte Forschug Forschugs- ud Etwicklugsbedarf Cloud-Sicherheit Cyber-Physical Systems Dateschutz ud Privacy Maagemet Eergieerzeugug ud Eergieversorgug Frühwarsysteme Idustrielle Produktio ud Automatisierug IT-Foresik IT-Sicherheit für Mobilität Mediesicherheit Netzsicherheit Piraterieschutz Physically Embedded Cyber Security Secure Egieerig Secure Mobile Systems Sicherheit gege Seitekaal- ud Fehleragriffe Sicherheitsmaagemet Vertraueswürdige Systeme Zusammespiel Safety ud Security Impressum Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug

7 Mit Beiträge der Frauhofer-Istitute Agewadte ud Itegrierte Sicherheit AISEC Digitale Medietechologie IDMT Eigebettete Systeme ud Kommuikatiostechik ESK Experimetelles Software Egieerig IESE Itelligete Aalyse- ud Iformatiossysteme IAIS Kommuikatio, Iformatiosverarbeitug ud Ergoomie FKIE Nachrichtetechik, Heirich-Hertz-Istitut HHI Offee Kommuikatiossysteme FOKUS Optroik, Systemtechik ud Bildauswertug IOSB Sichere Iformatiostechologie SIT

8 1 Zusammefassug Iformatios- ud Kommuikatiostechologie (IKT) sid wesetliche Iovatiostreiber für die deutsche Wirtschaft, vo der Fiazbrache bis zum Maschiebau, vo der Eergiewirtschaft bis zum Gesudheitssystem:»Digitale Gesellschaft«,»Idustrie 4.0«ud»Iteret der Dige«charakterisiere als Schlagworte eie Etwicklug, bei der die gesamte deutsche Wirtschaft vo IKT durchdruge wird ud bei der die Wirtschaft kosequet die Iovatiospotetiale utzt. Dabei wird ei ebeso hoher wie drigeder Bedarf a schell wirksamer agewadter Forschug zu IT-Sicherheit ud Schutz der Privatsphäre offesichtlich. Für die Deutsche Forschug ud Wirtschaft eröffet sich die Chace, mit»cyber Security Made i Germay«eie wesetliche ud achhaltige Beitrag zum Erfolg des Stadorts Deutschlad zu leiste. Dies umfasst sowohl die Sicherheit der Wirtschaft, des Staates ud der eizele Bürger, als auch die Vermarktug vo euartiger Sicherheitstechologie auf dem Weltmarkt. Die deutsche Wirtschaft wird im globale Wettbewerb de hohe Erwartuge dadurch gerecht, dass sie über herausragede Fähigkeite im Bereich der Systemitegratio verfügt: Preisgüstige Kompoete des Weltmarkts werde mit hochwertige Eigeetwickluge zu eizigartige Gesamtsysteme mit gutem Preis- Leistugsverhältis verküpft. Profitiert werde ka hierbei vom hervorragede Ruf des Gütesiegels»Made i Germay«, das weltweit hohes Asehe geießt.»cyber Security Made i Germay«hat das Potetial, aalog zu eiem weitere Erfolgsfaktor für de Stadort Deutschlad zu werde, we es geligt, schlüssige Gesamtsysteme mit hoher Wirtschaftlichkeit, agemesse hohes Sicherheitsiveau ud Schutz der Privatsphäre zu realisiere. Ei fokussiertes ud koordiiertes Forschugsprogramm zur IT-Sicherheit ist eie wesetliche Voraus setzug, um die hohe techische Kompetez des Wirtschaftsstadortes Deutschlad zu erhalte ud auszubaue sowie wertbestädige Lösuge zu etwickel. Dieses Positiospapier der Frauhofer-Gesellschaft gibt Empfehluge zur Ausrichtug ud Schwerpuktbildug eies solche Forschugsprogramms. Die Frauhofer-Gesellschaft mit ihre 18 IKT-orietierte Istitute ist bestes aufgestellt, um die IT-Sicherheit zum Nutze für Staat, Bürger ud die Wirtschaft maßgeblich zu verbesser. Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug 7

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10 2 Bedeutug der IT-Sicherheit Iformatios- ud Kommuikatiostechologie (IKT) durchdrigt alle usere Lebes- ud Arbeitsbereiche. IKT ist der Iovatiosmotor ahezu aller Brache, etwa Automobilidustrie, Maschiebau, Automatisierugsidustrie, Bake ud Versicheruge ud atürlich die IKT-Brache selbst. IKT ist eigebettet i die zuehmed»smarter«werdede Produkte. IKT steuert ud überwacht die gesamte Herstellugsprozesse ud ist das zetrale Rückgrat vo Systeme der Vertriebslogistik ud der erforderliche Wartugsprozesse (z. B. Ferwartug). Nebe ubestreitbare Vorteile brigt diese zuehmede IKT-Durchdrigug auch gaz erhebliche Risike ud Probleme mit sich. Die Ethülluge vo Edward Sowde zu de Spioageaktivitäte iteratioaler Geheimdieste habe dies sehr plakativ vor Auge geführt. 1 Die kritische Brache bzw. die KRITIS-Sektore 2 ud auch dere Kude sid i zuehmedem Maße vo eier fuktioierede, verlässliche ud resiliete IKT abhägig. Es ist deshalb für de Stadort Deutschlad existetiell, i kritische Bereiche möglichst vertraueswürdige ud sichere IKT zu realisiere, wo möglich die zuehmede Abhägigkeit vo vertraueswürdiger ud sicherer IKT i Schlüsselbereiche der Wirtschaft ud Gesellschaft systematisch zu reduziere ud zugleich die vorhadee Techologie- ud Systemführerschaft i kritische Schlüsselidustrie auszubaue. 2.1 Kulturwadel durch Systemforschug Die Stärke der deutsche Idustrie liege i der Etwicklug vo High-Tech-Produkte für de Weltmarkt. Hierdurch etstehe Wertschöpfuge ud hochqualifizierte Arbeitsplätze im Lad. Diese Stärke gilt es zu bewahre ud weiter auszubaue. Um dies zu erreiche, ist ei Wadel hi zu eier eue Sicherheitskultur i de deutsche Schlüsselbrache erforderlich. Ei solcher Wadel erfordert die Abkehr vo der heute vorherrschede Vorgehesweise, Sicherheit erst i eiem sehr späte Stadium eier Etwicklug zu bedeke. Vielmehr muss Sicherheit im Sie vo»security by Desig«als itegraler Bestadteil aller Phase ud Etwicklugsstufe im Lebeszyklus vo Produkte, Systeme, Ifrastrukture ud Diestleistuge betrachtet werde. Dies schließt auch die Mesche ud dere Ausbildug mit ei. Der Lebeszyklus umfasst die vertraueswürdige, gesicherte Produktio smarter, verlässlicher Produkte ebeso wie dere sichere Eisatz sowie die Etablierug sicherer Dieste ud Prozesse für dere verlässliche Betrieb. Deutschlad geießt mit seier lage Historie als Lad der Igeieure iteratioal eie hervorragede Ruf ud ist auch wege seies eigee hohe Aspruchs a de Privatsphäreschutz bestes geeiget, als Vorreiter für eie solche Wadel zu agiere ud damit die eigee Wirtschaft zukuftssicher aufzustelle. 1 Dossier zur NSA-Überwachug auf SPIEGEL Olie; 2 Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug 9

11 Bedeutug der IT-Sicherheit Ei solcher Wadel erfordert forschugspolitische Rahme ud Uterstützuge, damit eue Methode, Techologie ud systemische Asätze kozipiert, i eiem breit agelegte reale Umfeld erprobt ud für de Trasfer i die Praxis vorbereitet werde köe. Etsprechede förderpolitische Maßahme sollte auf Budesebee ressortübergreifed gebüdelt werde, um sichere Lösuge für Schlüsselbrache zu etwickel. Dazu gehöre Methode ud Verfahre zur Absicherug vo existierede Techologie ebeso wie der Ausbau vo Techologieführerschaft i zetrale Bereiche der IT-Sicherheitstechologie ud die Etwicklug vo Methode, Werkzeuge ud Ifrastrukture zur sichere Itegratio vo Lösuge. Das Thema»Idustrie 4.0«, also die vierte idustrielle Revolutio, ist ei zetrales Zukuftsthema für de Idustriestadort Deutschlad. 3 Idustrie 4.0 birgt das Potezial eier umfassede Ereuerug der deutsche Wirtschaft. Es bestehe die Chace ud die Notwedigkeit, bei de Etwickluge im Rahme vo Idustrie 4.0 die IT-Sicherheit vo Afag a mitzudeke ud zu itegriere. Nur so lasse sich sichere smarte Produkte, eie vertraueswürdige Produktio, der vertraueswürdige Eisatz ud sichere Betrieb erreiche. Beötigt werde awedugsahe Lösuge, die schell zur Marktreife geführt werde köe. Da auch bei Idustrie 4.0 die IKT der zetrale Iovatiostreiber sei wird, müsse IKT Forschugseirichtuge ud Uterehme eigebude werde. Jedoch ist eie starke iterdiszipliäre Zusammearbeit mit dem Maschiebau, der Mechatroik ud der Mikroelektroik zwiged erforderlich, um de geforderte systemische Asatz zu etwickel. 2.2 Rolle der Frauhofer-Gesellschaft Die Frauhofer-Gesellschaft ist exzellet aufgestellt, um die Herausforderuge im ege Verbud mit der Idustrie zu erkee, zu meister ud eie führede Rolle i der Ausgestaltug des Themas IT-Sicherheitsforschug i Deutschlad ud Europa eizuehme. Frauhofer ist die größte Forschugsorgaisatio für awedugsorietierte Forschug i Europa. Mehr als Mesche forsche i de Themefelder Eergie, Gesudheit, Kommuikatio, Mobilität, Umwelt ud Sicherheit. Das Thema der Cybersicherheit wird vo de FhG Istitute sehr breit ud disziplieübergreifed abgedeckt. Eie führede Rolle hierbei ehme ebe de Istitute des Verbuds für Iformatios- ud Kommuikatiostechik ud des Verbuds Verteidigugs- ud Sicherheitsforschug auch Istitute der Mikroelektroik ud der Mikrosystemtechik ei. Die Frauhofer-Gesellschaft verfügt über eie iteratioal eizigartige Büdelug a Kow-how, um beispielsweise iovative Sicherheitstechologie i Hardware zu fertige oder eue Materialie für eie erhöhte IT-Sicherheit zu etwickel. Maßahme zur Erhöhug der physische ud logische IT-Sicherheit wachse zuehmed zusamme. Hierbei müsse auch stets die Beutzbarkeit ud die meschliche Faktore berücksichtigt werde. 3 Deutschlads Zukuft als Produktiosstadort sicher; Forschugsuio, Berli 2013; 10 Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug

12 3 Agewadte Forschug zur IT-Sicherheit Ierhalb der IKT ist die IT-Sicherheit ei Querschittsgebiet. 4 Jede eue Awedug der IKT erzeugt eue Risike ud damit eue Herausforderuge für die IT-Sicherheit ud für de Schutz der Privatsphäre. Die Weiteretwicklug der Iformatios- ud Kommuikatiostechologie selbst erzeugt eue Agriffsmöglichkeite ud stellt bekate Sicherheitstechologie ud -verfahre i Frage. 3.1 Herausforderuge durch zuehmede Digitalisierug Wie i der verarbeitede Idustrie, so ist auch i der gesamte Wirtschaft ei klarer Tred zu beobachte. Dieser wird mit viele uterschiedliche Name beschriebe, beispielsweise Ubiqitious Computig oder Iteret der Dige. Gemeisam ist ihe alle jedoch, dass Computer allgegewärtig werde ud somit die Greze zwische digitaler ud physikalischer Welt ud damit auch ei bisher verlässlicher Schutzwall schwidet. Wo och vor weige Jahre kritische Ifrastrukture autoom gearbeitet habe, wurde heute bereits erste Agriffe aus der digitale Welt auf Pumpsysteme bekat. Dies erhöht icht ur die potetielle Auswirkuge vo erfolgreiche Agriffe soder macht auch ei prizipielles Umdeke beim Umgag mit diese Gefahre otwedig. Große Herausforderuge für die IT-Sicherheit ergebe sich somit aus der sich äderde Awedugsladschaft. Zudem hat sich auch die Agriffsladschaft i de letzte Jahre dramatisch verädert. Cyberkrimialität ud Cyber-Spioage habe sich professioalisiert. Agriffe richte sich zuehmed gezielt auf bestimmte Orgaisatioe oder eizele Persoe ud etziehe sich de übliche Schutzmechaisme wie Firewalls, Ati-Vire-Programme ud Itrusio Detectio Systeme. Die fiazielle Möglichkeite der Agreifer wachse mit dem Astieg des Schadespotezials. Die Frühwar- ud Verteidigugsstrategie vo Uterehme, Verwaltug ud private Nutzer sid dieser Situatio icht gewachse. Neue Asätze werde beötigt. Zuehmed kritisch für die IT-Sicherheit wird die Haltug vieler Beteiligter, IT-Sicherheit als sekudäres Ziel zu betrachte. Produkte mit eigebettete IKT-Elemete, wie Steuerugssesore beispielsweise i der Medizitechik, oder reie IKT Produkte wie Software-Programme, werde vor der Auslieferug icht ausreiched auf Sicherheitsprobleme getestet ud müsse aufwedig im Betrieb achgerüstet werde. Machmal ist dies gar icht mehr möglich ud es werde sehr teure Rückrufaktioe für die agreifbare Produkte erforderlich. Stadardkofiguratioe sid oft usicher ud werde im Betrieb ie geädert. Werde Systeme itegriert, so pralle oft ikompatible Sicherheitsvorgabe aufeiader ud die Gesamtsicherheit sikt. Diese Treds etgege wirkt das Prizip vo»security by Desig«, ach dem IT-Sicherheit vo Afag a ud über de komplette Lebeszyklus eies Produkts bzw. eier Diestleistug hiweg berücksichtigt werde muss. Hierzu gehöre isbesodere eue Asätze i der Softwareud Hardwareetwicklug, wie sicherheitsfokussierte Etwicklugsprozesse, modell-getriebee 4 Claudia Eckert, IT Sicherheit Kozepte, Verfahre, Protokolle; R. Oldebourg Verlag, 2013 Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug 11

13 Agewadte Forschug zur IT-Sicherheit Sicherheit, automatisiertes Sicherheitsteste, sicherheitsfreudlichere Programmiersprache ud Verfahre zur Absicherug der Software Supply-Chais, aber auch eue Asätze im Systemmaagemet. 5 Die Etwicklug sicherer IKT i Deutschlad ist ei wichtiges Ziel, wird jedoch ur eie kleie Teil des Problems abdecke köe: Ei großer Teil der beötigte IKT muss auf dem Weltmarkt eigekauft werde. Um auch hier Sicherheit gewährleiste zu köe, müsse Mideststadards etwickelt werde ud techische Methode, wie die Eihaltug dieser Mideststadards überprüft oder sogar achgewiese werde ka. Die maximale theoretisch erreichbare Sicherheit wird i IT-Systeme selte erreicht, da die Beutzbarkeit vieler Sicherheitsmechaisme zu aufwedig oder fehlerafällig ist ud icht auf de Mesche als Aweder zugeschitte wurde. Forschug ud Etwicklug i de Bereiche der IT-Sicherheit ud der digitale Privatsphäre muss stets uter Berücksichtigug der meschliche Aspekte ud der Beutzbarkeit uteromme werde, um die praxisrelevate Eisetzbarkeit der etwickelde Lösuge zu sicher. Hierbei müsse mit Fokusgruppe, Iterviews, Labor-, Olie- ud Feldstudie Aforderuge erhobe, Etwürfe kotrolliert ud Techologiedemostratore validiert werde. Nur so ka gewährleistet werde, dass die maximal praktisch erreichbare Sicherheit umgesetzt werde ka. Hochwertige ud effiziete Ausbildug sowie lebeslages Lere werde zu eiem etscheidede Erfolgsfaktor, sowohl für jede eizele als auch für Deutschlad isgesamt. Dieses beihaltet auch das Erlere des sichere ud veratwortugsvolle Umfags mit IKT. Am Beispiel des Zukuftsthemas Idustrie 4.0 wird achfolged verdeutlicht, dass Systemforschugsasätze beötigt werde, um die komplexe Herausforderuge der Sicherheit i der digitale Wirtschaft ud der digitale Gesellschaft zu meister. 3.2 Sicherheits-Systemforschug am Beispiel Idustrie 4.0 Das Zukuftsthema Idustrie 4.0, das der vierte idustrielle Revolutio, verdeutlicht exemplarisch sowohl die wirtschaftliche Chace der deutsche Sicherheitsforschug als auch die besodere Forschugsherausforderuge, die ur durch eie Systemforschugsasatz gemeistert werde köe. I Idustrie 4.0 verschwide die Greze zwische de vormals getrete IKT-Bereiche der Wirtschaft. Produktios-IT, Vertriebslogistik, Zulieferidustrie ud Busiess-IT werde veretzt, ud damit werde IT-Systeme mit gaz uterschiedliche Sicherheitsaforderuge ud Agriffsfläche verbude. Agreifer eröffe sich damit eue Möglichkeite, i Systeme eizudrige ud Schäde, auch i der physische Welt zu verursache. Vire, die ma vo Desktop-PCs ket, fide sich auf eimal i Produktiosalage wieder. Maschie werde zur Ferwartug freigegebe, ohe diese Zugäge ausreiched abzusicher. 5 Michael Waider, Michael Backes, Jör Müller-Quade (Hrsg.): Etwicklug sicherer Software durch Security by Desig; SIT Techical Report, Frauhofer Verlag, Müche 2013; https://www.sit.frauhofer.de/fileadmi/ dokumete/studie_ud_techical_reports/tredbericht_security_by_desig.pdf 12 Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug

14 Agewadte Forschug zur IT-Sicherheit Maschie ud Produkte werde i Idustrie 4.0 zu itelligete, veretzte cyberphysikalische Systeme. Viele dieser Systeme müsse strikte Eischräkuge hisichtlich Größe, Eergieverbrauch ud Koste geüge. Etsprechedes gilt für ihre Sicherheit: Verschlüsselugsdieste, Betriebssysteme ud Aweduge wurde bislag ohe diese Eischräkuge etwickelt ud müsse deshalb eu überdacht werde. Je umfagreicher ud dyamischer die Veretzug wird, desto wichtiger wird, dass sich Systeme, bzw. auch eizele Kompoete bis hi zu eizele Produkte utereiader, sicher idetifiziere, als uverädert erkee ud sicher miteiader kommuiziere köe. Sichere ud überprüfbare Idetitäte vo Maschie, der Schutz vor gefälschte ud achgemachte Produkte ud die sichere Maschiezu-Maschie Kommuikatio sid eue ud wichtige Herausforderuge für die agewadte IT-Sicherheitsforschug. Aber auch die Mesch-Maschie Iteraktio wirft im Idustrie 4.0 Umfeld eue Probleme für die IT-Sicherheit auf. Die steigede Komplexität der Netzwerke ud Systeme, zusamme mit de eigeschräkte Iteraktiosmöglichkeite, erforder eue Kozepte für beutzbare IT-Sicherheit. Isbesodere, da i diesem Umfeld Beutzer mit weig bis keier IT-Expertise mit de Systeme sicher arbeite müsse. Etlag der gesamte Wertschöpfugskette bzw. i de etstehede eue Wertschöpfugsetze werde i Idustrie 4.0 bestehede Produktios- ud Geschäftsfuktioe aufgebroche ud auf uterschiedliche, oft voeiader wirtschaftlich uabhägige Parteie verteilt. Das Iteret ist das zetrale Kommuikatiosmedium, Cloud-Computig das zetrale Paradigma zur Erbrigug kostegüstiger, stadardisierter IT-basierter Dieste. Damit dies geligt, werde sichere ud vertraueswürdige Idetitäte auch für Dieste ud Mesche beötigt. Dieste müsse sicher, dyamisch ud über Orgaisatiosgreze hiweg itegrierbar sei. Die Kommuikatio muss zuverlässig ud sicher erfolge, ud die Systeme müsse über lage Zeiträume resiliet ud verlässlich arbeite trotz zuehmeder Cyber-Agriffe. Die verarbeitede Date ud Iformatioe sid das Öl der Idustriegesellschaft. Starke Maßahme zum Schutz vor gezielter Wirtschaftspioage sid für das Überlebe der Deutsche Hightech- Idustrie, isbesodere des Mittelstades im Maschie- ud Alagebau, uerlässlich. Date i der Cloud müsse gege uerlaubte Zugriff geschützt sei. Wer Date i der Cloud verarbeite lässt, muss darauf vertraue köe, dass die Verarbeitug korrekt ud sicher erfolgt. Kurzfristig fehlt es a Prüfkriterie ud -methode. Mittelfristig fehle effiziete ud utzerfreudliche Verschlüsselugstechike, die die Sicherheit der Verarbeitug i der Cloud erzwige. Alle Elemete i Idustrie 4.0 Mesche, Maschie, Produktiosalage, Geschäftsfuktioe, Produkte ud Dieste erzeuge städig Date. Die Optimierug vo Ressource ud der Wertschöpfugskette isgesamt profitiert davo, we diese Date i Realzeit zusammegeführt ud effiziet aalysiert werde köe. Dieses sogeate Big Data-Paradigma birgt offekudige ud größteteils ugelöste Probleme für de Iformatiosschutz vo Uterehmesdate ud de Schutz der Privatsphäre vo Bürger. Zugleich birgt»big Data«aber auch die Chace, ubekate Agriffe scheller erkee ud abwehre zu köe. Die Erhebug qualitativ hochwertiger, icht maipulierter Date aus uterschiedliche Datequelle ud dere meschegerechte Auswertug i Echtzeit sid die Voraussetzug für eie verbesserte Lagebilderstellug ud eie effektive Reaktio im Problem- oder Notfall. Auch dies erfordert umfagreiche eue Forschug. Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug 13

15 Agewadte Forschug zur IT-Sicherheit Die Arbeitehmer i Idustrie 4.0 sid mobil, orgaisiere sich global ud hadel oft selbststädig. Arbeitszeite ud -orte sid flexibel. Demetspreched muss die IKT für die Arbeitehmer mobil, vielseitig ud sehr eifach verwedbar sei. Auch hiter diese Aforderuge verberge sich Herausforderuge für die Forschug: vo der Kommuikatiossicherheit i mobile Netze über sichere Betriebskozepte wie der sichere ud verlässliche Itegratio mobiler Edgeräte i mobile Geschäftsprozesse, wie der Produktio, der Wartug oder auch dem Vertrieb ud der Logistik, bis hi zum fudametale Problem der Beutzbarkeit vo IKT ud dem Abwehre vo Ietäter- ud Social Egieerig-Agriffe. Die Kapitel 5 ud 6 des Positiospapiers gebe eie ausführlichere Überblick über die hier ur skizzierte aktuelle Forschugsfrage ud erläuter kokrete techologische Asätze, um die damit adressierte Forschugsprobleme zu löse. 14 Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug

16 4 forschugsageda»cyber-sicherheit 2020«Die Frauhofer-Gesellschaft schlägt ei Siebe-Pukteprogramm für eie atioale Forschugsageda»Cyber-Sicherheit 2020«vor: 6 1. Digitale Souveräität Deutschlad muss i Kerbereiche der IT-Sicherheit uabhägig werde Das Forschugsprogramm muss die Etwicklug flexibler, durch Dritte überprüfbarer IT- Sicherheitslösuge als Vertrauesbausteie IKT-basierter Ifrastrukture uterstütze. Ziel soll sei, die techologische Uabhägigkeit Deutschlads i Schlüsselbereiche der IKT, wie Uterehmessoftware ud eigebettete Systeme, ud im Kotext bracheübergreifeder Zukuftsprojekte 7, wie Idustrie 4.0 ud Iteret-basierte Dieste für die Wirtschaft zu gewährleiste. 2. Awedugslabore zur Cyber-Sicherheit Sicherheitsforschug muss sich im praktische Eisatz bewähre Das Forschugsprogramm muss mit eier groß agelegte Offesive zur Sicherheitsforschug im Kotext eies Zukuftsprojekts, z. B. Idustrie 4.0, ei iterdiszipliäres Systemforschugsprojekt starte. Durch de Aufbau ud Betrieb idustrieaher Awedugslabore müsse Möglichkeite ud Wirksamkeit der eue Systemlösuge gege Cyberkrimialität ud Wirtschaftsspioage empirisch utersucht ud demostriert werde. 3. Security by desig Sicherheit muss vo Afag a mitgedacht werde Das Forschugsprogramm muss die Etwicklug vo Methode, Prozesse ud Werkzeuge uterstütze, so dass die Sicherheit über de gesamte Lebeszyklus vo Produkte, Lösuge ud Dieste also im Sie vo»security by Desig«gewährleistet werde ka. Dies muss auch die Itegratio ud überprüfbare Erhöhug der Sicherheit vo Bestadssysteme uterstütze. 4. Überprüfbarkeit durch Dritte Sicherheit muss vertraueswürdig werde Das Forschugsprogramm muss die Erarbeitug euer Asätze uterstütze, die es ermögliche, Kompoete, Produkte, Lösuge ud Dieste über dere gesamte Lebeszyklus i Bezug auf dere Sicherheit zu prüfe ud die erreichte Sicherheit achweisbar zu mache. 5. Privacy by Desig Veratwortug für de Privatsphäreschutz ud die Vertraulichkeit persölicher Date Das Forschugsprogramm muss gleichermaße de Schutz vo Wirtschaft, Staat ud Bürger vor Cyberkrimialität ud Spioage uterstütze. Isbesodere muss der besodere Wert vo persöliche Date berücksichtigt ud dere Schutz verbessert werde. Date, daruter gaz besoders persöliche Date wie Kudeprofile, stelle eie erhebliche Wert für die Wirtschaft dar. Diese gilt es durch geeigete Mittel etspreched dem Prizip vo»privacy by Desig«vor uerlaubtem Zugriff ud Missbrauch zu schütze. Zum Schutz der Privatsphäre müsse Techologie ud Ifrastrukture etwickelt, getestet 6 Diese Pukte sid i Übereistimmug mit de vo de drei BMBF-Kompetezzetre CISPA, EC SPRIDE ud KASTEL am Rude Tisch zur IT-Sicherheit formulierte Empfehluge: 7 Zukuftsprojekte; BMBF, Berli 2012; Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug 15

17 Forschugsageda»Cyber-Sicherheit 2020 ud uterstützt werde, die auch agesichts Diestabieter außerhalb des deutsche ud europäische Rechtsraums effektive ud achweisbare Schutz biete. 6. Lagebilder für Etscheider Wisse über die eigee (U)Sicherheit Das Forschugsprogramm muss die effiziete ud aktuelle Erstellug vo Lagebilder uterstütze, basiered auf der Zusammeführug ud sichere Aalyse vo Iformatioe zu Verwudbarkeite ud Sicherheitsvorfälle. Dies ermöglicht Etscheidugsträger eie fudierte Eischätzug der Sicherheitslage ud ist die Voraussetzug für ei veratwortugsbewusstes, achhaltiges Hadel. 7. Meschegerechte IT-Sicherheit Techik darf de Mesche icht überforder Das Forschugsprogramm muss die zu etwickelde Sicherheitsmechaisme ud Prozesse meschegerecht gestalte. De ur we die Mechaisme ud Prozesse eie gute Beutzbarkeit aufweise, köe ud werde sie fehlerfrei eigesetzt werde. Mit de etsprechede Methode der beutzbare Sicherheit ud Privatsphäre müsse Etwickler, Admiistratore, Sicherheitsexperte sowie icht-techische Aweder i die Lage versetzt werde, sicherheitsrelevate Aufgabe zu erfülle. Hierbei müsse sowohl idividuelle wie auch gesellschaftliche Aspekte berücksichtigt werde. 16 Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug

18 5 Chace ud Notwedigkeit der deutsche Cyber-Security-Forschug Die vorausgehede Kapitel habe die Bedeutug der IT-Sicherheit für de Wirtschafts- ud Iovatiosstadort Deutschlad motiviert ud die wichtigste Hadlugsfelder aufgezeigt. I diesem Kapitel werde die Chace ud auch die Notwedigkeit eier Verstärkug der Deutsche Cyber-Sicherheitsforschug och eimal ausführlicher erläutert. Im abschließede Kapitel werde da kokrete Vorschläge für Forschugs- ud Etwicklugsaktivitäte dargestellt. 5.1 IT-Sicherheits-Forschugsladschaft Herausragede Forschug zu Fragestelluge der IT-Sicherheit ist heute i Deutschlad a Hochschule ud außeruiversitäre Forschugseirichtuge selbstverstädlich. Gleichzeitig etwickel auf der Awederseite Uterehme uterschiedlichster Brache uabhägig voeiader Sicherheitslösuge, um dem Bedarf ihrer Kude zu begege. Dabei ist bis heute eie Lücke spürbar, die sich dari zeigt, dass Grudlage-Kow-how, das durch Fördervorhabe erarbeitetet wurde, ud driged otwedige praxisorietierte Asätze icht zur Deckug gebracht werde. I der Förderug der IT-Sicherheitsforschug gibt es Schwerpukte zu aktuelle ud wichtige Theme wie Sicherheit i usichere Umgebuge, Schutz vo Iteret-Ifrastrukture, eigebaute Sicherheit ud Herausforderuge zum Schutz vo IT-Systeme ud zur Idetifikatio vo Schwachstelle. Seit 2011 werde drei Kompetezzetre der Grudlageforschug zu IT-Sicherheit gefördert, um vorhadee starke Kompeteze a Hochschule ud hochschulahe Eirichtuge regioal zu büdel. Zu diese Schwerpukte wurde uterschiedlichste Projekte gestartet, die eierseits Akzete bei der Beatwortug spezifischer Forschugsfrage setze ud adererseits otwedige Grudlage für weitere Arbeite lege. Eizele Themeschwerpukte bliebe bislag offe. Trotz der itesive Bearbeitug ausgewählter Themeschwerpukte i geförderte Projekte ist vielfach icht vo eier abschließede Behadlug der Theme auszugehe. Eie kosequete Übertragug i die Praxis fidet icht im otwedige Maße statt. Dadurch besteht zu verschiedee Schwerpukte über die geate aktuelle Förderprogramme hiaus auch küftig weiterer Forschugs- ud vor allem Umsetzugsbedarf. Auch durch eie fortlaufede ud immer schellere ud versiertere Weiteretwicklug ud Apassug der Agreifer ist kotiuierlicher praxisaher Forschugsbedarf gegebe. Neue Awedugsfelder für IT-Sicherheitsforschug etstehe kotiuierlich, z. B. bei der Eergieversorgug, i de Bereiche vo Mobilität ud Piraterieschutz, um ur eiige Theme zu ee, die i der jügere Vergageheit i de Fokus des öffetliche Iteresses gerückt sid. I viele dieser eue Awedugsgebiete werde Frage zur IT-Sicherheit bisher ur uzureiched agesproche. Aber auch bei etablierte Theme wie Automatisierug, mobile Systeme ud Cloud Computig fehle awedugsahe Lösuge. Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug 17

19 Chace ud Notwedigkeit der deutsche Cyber-Security-Forschug 5.2 Stärkug der awedugsorietierte Forschug I der aktuelle Forschugsladschaft wird ei IT-Sicherheits-Förderprogramm beötigt, das die Brücke vo de Erketisse ud Methode der Grudlageforschug zur Awedug schlägt. Sicherheit vo IT-Systeme darf keie optioale Eigeschaft sei. Bereits beim Etwurf vo Aweduge, die IT-Systeme ethalte, müsse ichtfuktioale Eigeschafte wie IT-Sicherheit berücksichtigt werde. Gleichzeitig dürfe Sicherheitsaforderuge de Nutze ud die Wirtschaftlichkeit vo Lösuge icht i Frage stelle. Dasselbe gilt sowohl für de Betrieb sicherer Systeme wie auch für das Erschließe euer Awedugsfelder. Awedugsorietierte Forschug ist hier i der Lage, techologische Notwedigkeite der IT-Sicherheit ud praxisorietierte Aforderuge der Uterehme wie der Bürger i Eiklag zu brige. Umsetzug der Grudlage i marktfähige Lösuge Agriffstechike etwickel sich i eiem immer schellere Tempo weiter. Ihe begegede Sicherheitslösuge hike i der Regel deutlich hiterher. Zudem etwickelt sich die Iformatios- ud Kommuikatiostechik selbst i eiem hohe Tempo weiter, sodass das wirtschaftliche Iteresse fehlt, die Sicherheitslücke vo schell veraltede Produkte zu schließe. Darüber hiaus wird IT-Sicherheit bei der Etwicklug ud Vermarktug euer Produkte regelmäßig als Hideris für die schelle Besetzug vo Marktsegmete betrachtet. Dem ka ur durch awedugsorietierte Forschug zum sichere Etwurf ud vor allem zum sichere Betrieb vo IT-Lösuge sowie durch euartige Asätze zur Erkeug ud Verhiderug vo Sicherheitsvorfälle begeget werde. Erketisse aus de Grudlage müsse i systematischer Weise auf uterschiedlichste Awedugsfelder übertrage werde. So köe auch eu etstehede Awedugsgebiete direkt vo praxisahe ud erprobte Lösugsasätze profitiere. Auf diese Weise stellt IT-Sicherheit icht mehr ei Hideris dar, soder wird im iteratioale Vergleich ei wirtschaftlicher Mehrwert für deutsche Uter ehme. Schutz der Wirtschaft ud der Bürger Kaum ei IT-System ist icht mit adere Systeme veretzt, kaum ei Bereich useres Lebes ist och ohe Uterstützug durch IT-Systeme vorstellbar. Die Tedez ist steiged ud mittlerweile gibt es viele eue Awedugsfelder, die ohe veretzte IT-Systeme icht realisierbar wäre. Eie derartige Durchdrigug bedeutet auch eie spürbare Abhägigkeit vo Iformatios- ud Kommuikatiostechik. Spürbar besoders da, we IT-Systeme ihre Diest versage. Wird dieses Versage bewusst ud gezielt herbeigeführt, etstehe egative Folge, vo Umsatzausfälle über Störuge der öffetliche Sicherheit bis hi zur Gefährdug vo Meschelebe. Kritische Ifrastrukture, die Versorgug der Bevölkerug ud das Fuktioiere des wirtschaftliche Systems voeiader abhägiger Uterehme müsse über sichere ud zuverlässige IT-Systeme vor Maipulatio geschützt werde. 18 Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug

20 Chace ud Notwedigkeit der deutsche Cyber-Security-Forschug Koste seke Uzureicheder Schutz der IT-Ifrastruktur vo Uterehme bedeutet ei immeses Risiko vo IT-Agriffe. Nebe umittelbare Umsatzausfälle ud kaum zu bezifferde Reputatiosschäde ist der Aufwad, um festzustelle, ob ud welche IT-Systeme maipuliert wurde, kaum zu kalkuliere. Nur eie absolute Miderheit der Uterehme verfügt über ei erprobtes Notfallmaagemet. Gesetzliche Vorgabe gelte ur für weige Brache ud doch kommt es auch hier wiederholt zu Sicherheitsvorfälle. Uterehme beötige Lösuge zum Iformatiossicherheitsmaagemet ud zur Abschätzug vo IT-Risike. Zwar existiere viele Modelle ei a der Praxis ud de aktuelle techische Möglichkeite ausgerichtetes IT-Sicherheitsmaagemet jedoch fehlt. Die awedugsorietierte Forschug ist gefordert, diese Defizite schellstmöglich zu behebe. Wettbewerbsfähigkeit iteratioal ausbaue Die deutsche Grudlageforschug zu IT-Sicherheit ud Sicherheitslösuge aus Deutschlad geieße iteratioal hohes Asehe. Bei eiige Themefelder wie IT-Sicherheit für Automatisierug ud Eergieversorgug oder Dateschutz hat Deutschlad eie Vorreiterrolle. Adere Natioe wie die USA, Japa, Großbritaie, Frakreich ud Italie habe jedoch ihre Märkte bereits gut etwickelt, ud i Russlad, Chia, Idie ud Brasilie stellt IT-Sicherheit eie bedeutede Wachstumsmarkt dar. 8 Es ist daher abzusehe, dass der globale Markt für IT-Sicherheit küftig och stärker umkämpft sei wird als heute. Die kosequete Förderug der deutsche awedugsorietierte Forschug schafft die erforderliche Voraussetzuge, um auf diesem global bedeutsame Markt die deutsche Spitzepositio zu halte ud zudem auf bisher weitgehed icht erschlossee Themefelder auszuweite. 8 Global IT Security Risks, Kaspersky Lab, 17. Jui Cyber-Sicherheit 2020: Herausforderuge für die IT-Sicherheitsforschug 19

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