FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR OFFENE KOMMUNIKATIONSSYSTEME FOKUS SYSTEM QUALITY CENTER

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1 FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR OFFENE KOMMUNIKATIONSSYSTEME FOKUS SYSTEM QUALITY CENTER

2 QUALITÄT VON ANFANG AN Strom und Wasser kommen nicht von alleine aus der Steckdose oder dem Wasserhahn. Und auch Verkehrsmittel, wie Bahn und Autos, fahren nicht von selbst. Hinter diesen kritischen Infrastrukturen stecken Informations- und Kommunikationssysteme und ihre Software. Das System Quality Center (SQC) von Fraunhofer FOKUS bietet Methoden, Prozesse und Werkzeuge für die Entwicklung und Qualitätssicherung von softwarebasierten Systemen, die zentrale und oft sicherheitskritische Funktionen übernehmen. Solche Systeme sind heute immer stärker vernetzt. Was für den Nutzer mittlerweile ganz alltäglich ist, erfordert viel Erfahrung bei der Systementwicklung. Denn schließlich sind viele solcher Funktionen sicherheitskritisch und ein Ausfall könnte nicht nur zu einem finanziellen Risiko führen, sondern auch Menschenleben gefährden. Damit solche sicherheitskritischen Funktionen gewährleistet sind und technische Systeme dem Menschen nützen, kommt es nicht nur auf ihren Ausfallschutz (Safety-Eigenschaften), sondern auch auf einen Schutz vor Angriffen (Security-Eigenschaften) an. Ziel der rund 100 Mitarbeiter des System Quality Centers ist es, zuverlässige, sichere und vertrauenswürdige softwarebasierte Systeme zu entwickeln, um Funktionalität, Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Robustheit zu gewährleisten. VON DEN ANFORDERUNGEN BIS ZUR QUALITÄTSSICHERUNG Damit solche softwarebasierten Systeme am Ende des Entwicklungsprozesses auch wirklich gängigen Normen entsprechen und eine eventuell nötige Zertifizierung bestehen, muss die Qualitätssicherung bereits am Anfang ihrer Entwicklung beginnen. Daher nutzen die Wissenschaftler vom SQC schon bei der Anforderungsanalyse ihr domänenspezifisches Wissen, z. B. zu Normen und Standards, um zu gewährleisten, dass das fertige Gesamtsystem am Ende des Entwicklungs -»Wir sorgen für Systemqualität über den gesamten Entwick lungsprozess von der Anfor derungsanalyse bis zur Zer tifizierung.«friedrich Schön, Leiter System Quality Center»Durch Effizienzsteigerungen in den Entwicklungs- und Qualitätssicherungsprozessen ermöglichen wir unseren Kunden ihr Innovations potenzial zu steigern.«prozesses erfolgreich zertifiziert wird. So haben sie z. B. im VAKOMO-Projekt zusammen mit einem mittelständischen Industriepartner eine modulare Architektur für ein SIL3-fähiges Steuergerät entwickelt, das für die Steuerung von Sicherheitseinrichtungen in der Automatisierungstechnik eingesetzt wird. Während des Projekts wurde auf eine IEC konforme Vorgehensweise geachtet, damit der gesamte Entwicklungsprozess den geforderten hohen Reifegrad aufweist. Das Projekt hat gezeigt, dass Kunden mit der normenkonformen Vorgehensweise zwischen 20 und 60 Prozent der Entwicklungszeit einsparen können. Ihr Wissen zu Interoperabilität und Konformität von Software zu relevanten Standards bringen die Wissenschaftler in verschiedene Standardisierungsgremien, wie das European Telecommunications Standards Institute (ETSI), die Object Management Group (OMG) oder die AUTOSAR-Partnerschaft ein. Darüber hinaus waren sie maßgeblich an der Entwicklung der Testing and Test Control Notation (TTCN-3) und des UML Testing Profile (UTP) beteiligt. SYSTEMDESIGN Tom Ritter, Leiter System Quality Center Ein wesentlicher Schritt im Entwicklungsprozess ist das Systemdesign. Hierfür nutzen die Forscher vom SQC u. a. modellbasierte Entwicklungsmethoden. Mit der Werkzeugintegrations- und Automatisierungsplattform ModelBus haben sie eine flexible und erweiterbare Plattform geschaffen, mit der sich die Entwicklungskosten für softwarebasierte Systeme erheblich verringern lassen. Beim Systemdesign von

3 90 Prozent aller Software-Sicherheitslücken basieren auf Programmierfehlern. Angreifer kommen so an sensible Daten wie Bankinformationen.

4 STRASSENBAHNEN DÜRFEN NUR FAHREN, WENN SICHERHEITSKRITISCHE FUNKTIONEN GEWÄHRLEISTET WERDEN sicherheitskritischen Systemen, wie sie z. B. in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden, kommt es darauf an, dass sie ausfallsicher funktionieren und eine möglichst hohe Rechenleistung bei geringem Energieverbrauch bereitstellen. Im MUSE-Projekt haben die FOKUS-Forscher daher untersucht, wie die Rechnerarchitektur eines Raumfahrzeuges aussehen muss, damit ein Hochleistungs rechner trotz Weltraumstrahlung fehlerfrei und energieeffizient arbeitet. QUALITÄTSSICHERUNG Bei der Entwicklung sicherheitskritischer Systeme wird die Qualitätssicherung immer wichtiger. Verschiedene Normen, wie z. B. die DO 178-B, ein Standard für die Softwareentwicklung in der Luftfahrt, oder die DIN EN 61508, die bei der Entwicklung von elektrischen, elektronischen und programmierbar elektronischen Systemen angewendet wird, stellen hohe Qualitätsanforderungen. Das System Quality Center stellt Methoden und Werkzeuge für die Qualitätssicherung bereit und berät seine Kunden bei deren Einsatz. So entwickeln die Forscher im STANCE-Projekt Analysetools für die Verifikation von komplexen Softwaresystemen, um beispielsweise den Angriffsschutz eines Zugleitsystems zu überprüfen. Und im DIAMONDS-Projekt nutzen sie modellbasierte Sicherheitstests, um sicherzustellen, dass Netzwerkschnittstellen von Zählautomaten für Banknoten nicht manipuliert werden können. ZERTIFIZIERUNGSUNTERSTÜTZUNG Das System Quality Center begleitet darüber hinaus im CertLab den Common-Criteria-Zertifizierungsprozess als Außenstelle des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI). Die Wissenschaftler sind an der Entwicklung von Industriestandards und Prüfmethoden beteiligt und unterstützen ihre Kunden bei der Zertifizierung. So arbeiten sie mit Vattenfall an der Weiterentwicklung des Industriestandards VHPready (Virtual Heat and Power Ready). Angebote Anforderungsanalyse Optimierung von Systemarchitekturen Modellbasiertes Entwickeln und Testen softwarebasierter Systeme Werkzeugintegration Modellmanagement und Modellqualität Konformitäts-, Interoperabilitäts-, Performanz- und Sicherheitstests Produktqualifizierung und Zertifizierungsunterstützung Schulung und Beratung von Entwicklungs-, Test- und Qualitätssicherungsteams Technologien Modellbasierte Entwicklung und Test Testautomatisierung Verifikation Domänenspezifische Sprachen Prozessautomatisierung Branchen Automobiltechnik Automatisierungstechnik Bahntechnik Informationstechnik Luft- und Raumfahrt Medizintechnik Telekommunikation

5 DAS SYSTEM QUALITY CENTER STELLT METHODEN UND WERKZEUGE FÜR DIE QUALITÄTSSICHERUNG VON SOFTWAREBASIERTEN SYSTEMEN BEREIT DR. TOM RITTER Tom Ritter studierte an der Technischen Universität Berlin Informatik und promovierte 2011 an der Humboldt-Universität zu Berlin. Seit 1998 arbeitet er am Fraunhofer-Institut FOKUS. Seit Dezember 2013 leitet er zusammen mit Friedrich Schön das System Quality Center (SQC). Seine Interessenschwerpunkte liegen vor allem in der modellgetriebenen Entwicklung softwareintensiver Systeme und der Optimierung von Entwicklungs- und Qualitätssicherungsprozessen. Tom Ritter ist verheiratet und hat drei Kinder. FRIEDRICH SCHÖN Friedrich Schön wurde 1958 geboren und schloss 1983 sein Informatikstudium an der TU Berlin ab. Ab 2002 war er Abteilungsleiter im Bereich Softwarequalität bei Fraunhofer FIRST und Fraunhofer FOKUS. Seit Dezember 2013 leitet er zusammen mit Tom Ritter das System Quality Center (SQC). Seine Interessenschwerpunkte reichen von parallelen und verteilten Systemarchitekturen bis hin zur modellgetriebenen und nachweisfähigen Konstruktion von Systemen. Friedrich Schön ist verheiratet und hat eine erwachsene Tochter.

6 KONTAKT Dr. Tom Ritter Leiter System Quality Center (SQC) Telefon Fax Friedrich Schön Leiter System Quality Center (SQC) Telefon Fax Fraunhofer FOKUS Kaiserin-Augusta-Allee Berlin iku 1502 (Fotos: Matthias Heyde/ Fraunhofer FOKUS)

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