Sichere Authentifizierung von Produkten und deren Verfolgung in der Supply Chain

Transkript

1 Sichere Authentifizierung von Produkten und deren Verfolgung in der Supply Chain Dipl.-Ing. Janina Durchholz Dipl.-Wi.-Ing. Dominik Stockenberger , LOG mbh, Bonn fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München

2 Ansprechpartner Dipl.-Ing. Janina Durchholz fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Technische Universität München Boltzmannstr Garching Tel: (089) Fax: (089) durchholz@fml.mw.tum.de Dipl.-Wi.-Ing. Dominik Stockenberger fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Technische Universität München Boltzmannstr Garching Tel: (089) Fax: (089) stockenberger@fml.mw.tum.de 2

3 Inhalt fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Produktpiraterie Sicherheitstechnologien Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Forschungsprojekt ProAuthent Literatur Anhang 3

4 Inhalt fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Produktpiraterie Sicherheitstechnologien Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Forschungsprojekt ProAuthent Literatur Anhang 4

5 Campus Garching Fakultät Maschinenwesen Lehrstuhl fml fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik 42 Mitarbeiter 18 Planstellen 24 Drittmittelstellen Aufgaben Forschung Lehre Industrieprojekte 5

6 Arbeitsfelder des Lehrstuhls fml Lehre Forschung Industrieprojekte 6

7 Forschungsprofil Arbeitsgebiete: Automatisierung & Identifikation Berechnung & Auslegungsverfahren Digitale Werkzeuge & Simulation Methoden & Konzepte Forschungsschwerpunkte: Wandelbare Materialflusssysteme Internet der Dinge RFID in der Logistik Virtual und Augmented Reality Logistikplanung Automobillogistik Baulogistik Fördermittel der Intralogistik Lager- & Kommissioniersysteme Kranbau & Tragwerksberechnung FEM & MKS-Berechnungsverfahren Schüttgutförderung 7

8 Forschungsprofil Arbeitsgebiete: Automatisierung & Identifikation Berechnung & Auslegungsverfahren Digitale Werkzeuge & Simulation Methoden & Konzepte Forschungsschwerpunkte: RFID in der Logistik 8

9 Forschungsprofil Automatisierung & Identifikation Arbeitsgebiete: Berechnung & Auslegungsverfahren Digitale Werkzeuge & Simulation Methoden & Konzepte Forschungsschwerpunkte: Internet der Dinge 9

10 Forschungsprofil Arbeitsgebiete: Automatisierung & Identifikation Berechnung & Auslegungsverfahren Digitale Werkzeuge & Simulation Methoden & Konzepte Forschungsschwerpunkte: Logistikplanung 10

11 Forschungsprofil Arbeitsgebiete: Automatisierung & Identifikation Berechnung & Auslegungsverfahren Digitale Werkzeuge & Simulation Methoden & Konzepte Forschungsschwerpunkte: Virtual und Augmented Reality 11

12 Lehrstuhl fml - Kompetenzen und Ressourcen Planungs- und Simulationswerkzeuge Berechnungswerkzeuge Versuchshalle Virtual Reality Augmented Reality Logistiksoftware RFID-Testlabor Mechanische Werkstatt 12

13 Inhalt Sichere Authentifizierung von Produkten und deren Verfolgung in der Supply Chain fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Produktpiraterie Sicherheitstechnologien Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Forschungsprojekt ProAuthent Literatur Anhang 13

14 Produktpiraterie Ausmaß weltweit 200 Mrd. US-$ pro Jahr: Der internationale Handel mit gefälschten und unerlaubt kopierten Produkten erreichte nach Analysen der OECD im Jahr 2005 dieses Volumen. Darin enthalten sind nur Waren aus dem grenzüberschreitenden Handel, keine Fälschungen / Kopien aus dem nationalen Handel oder raubkopierten Produkten, die über das Internet vertrieben werden. [detaillierte Zahlen im Anhang] Das Gesamtvolumen könnte bei Berücksichtigung o.g. Volumina mehrere Hundert Milliarden US-$ größer sein. [OECD-08] S Wert der vom Zoll sichergestellten Waren [Mio US $] 127,4 393,4 466,6 429,0 909,8 719,2 768, Anzahl der an die OECD berichterstattenden Staaten nach [OECD-08] S nach [OECD-08] S.57 14

15 Produktpiraterie Ausmaß im deutschen Maschinen- und Anlagenbau 7 Mrd. pro Jahr: Aus den Angaben der von Produktpiraterie betroffenen Unternehmen und deren Umsatzverlust schätzt der VDMA auf Basis des Gesamtbranchenumsatzes im Jahr 2008 das Volumen des durch Produktpiraterie entstandenen Schadens. Als betroffen meldeten sich 68 % der befragten Unternehmen. Betriebswirtschaftliche Schäden 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Jahresumsatzverlust der betroffenen Unternehmen % 21% 25% 17% 0-1 % 1-2 % 2-5 % 5-10 % 10 % und mehr nach [VDMA-08] 7% Unmittelbare Folgen: Umsatz-, Gewinnverluste Kosten für Schutzmaßnahmen, Anmeldung & Verfolgung von Schutzrechten Mittelbare Folgen: Imageverlust, Erosion der Marke Senkung des Preisniveaus Produkthaftung Know-How-Verlust, Verlust des Know-How-Vorsprungs vgl. [Wil-07] S. 5 ff. 15

16 Produktpiraterie Eigenschaften von Kopien Bisher: Sehr hohe Qualität der Produkte des führenden Unternehmens als Unterscheidungsmerkmal zwischen Original und Kopie. Jetzt: Unterschiede zwischen Originalprodukt und Kopien für Kunden nur schwer oder nicht mehr erkennbar. Bedeutung für weitverzweigten Wertschöpfungs- und Vertriebsnetzwerke: vgl. [Wil-07] Die Kommunikation an alle Beteiligte, welche Merkmale das Originalprodukt gegenüber einer Kopie abgrenzt, ist nahezu unmöglich. Ein erster Schritt zur Bekämpfung von Produktpiraterie ist die nachhaltige Unterscheidbarkeit zwischen Original und Kopie. Quelle: Aktionskreis gegen Produkt- und Markenpiraterie e.v. (APM) 16

17 Produktpiraterie Maßnahmen Nichts / Duldung: keine Maßnahmen aufgrund der (fallabhängigen) Kosten-Nutzen-Bewertungen Produkt: Entwicklung und Entwicklungsprozesse, kurze Innovationszyklen Produkt-, Produktionsprogrammgestaltung Produktions- / technologiebezogene Ansätze: Entwicklungs-, Produktions-, Vertriebsprozessen Produktkennzeichnung und Authentifizierung IT-Sicherheit Sicherheit gespeicherter (Produkt-)Daten oder von Produktsoftware Schutz von Kommunikation Betriebswirtschaftliche Ansätze Bewusster Verzicht auf Markteintritt Eigenes günstiges Alternativangebot zum teuren Stammprodukt Pakete aus Produkten und Dienstleistungen Juristische Ansätze Schutzrechtsanmeldung und -durchsetzung Vertraglicher Know-how-Schutz Politik Einflussnahme auf Verbraucherverhalten und Politik Integrierte Gesamtstrategien Kombination und paralleler Einsatz einzelner Strategien vgl. [Fuc-06], [Wil-07] 17

18 Inhalt fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Produktpiraterie Sicherheitstechnologien Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Forschungsprojekt ProAuthent Literatur Anhang 18

19 Sicherheitstechnologien Vier Anforderungen an Sicherheitsmerkmale 1. Eindeutigkeit Das Sicherheitsmerkmal soll das Objekt eindeutig als Original erkennbar machen. 2. Fälschungssicherheit Das Sicherheitsmerkmal darf nur mit größtmöglichem Aufwand und Kosten von Dritten nachgeahmt werden können. Auch soll es nicht nachträglich anbringbar sondern fester Bestandteil des Produktes sein. 3. Dauerhaftigkeit Das Sicherheitsmerkmal sollte während des gesamten Produktlebenszyklus immer vorhanden sein und insbesondere nicht (spurenfrei) entfernbar oder gar abzieh- und übertragbar sein. 4. Wirtschaftlichkeit Der Einsatz des Sicherheitsmerkmals soll wirtschaftlich sein. Dies beinhaltet auch die einfache Anbringung sowie schnelle und einfache Verifizierbarkeit. in Anlehnung an [ICC-06], [Win-07] 19

20 Sicherheitstechnologien Formen der Identifizierung Identifizierung: Identifizierung ist der Vorgang des eindeutigen Erkennens eines Objektes anhand dessen, was es ist: sogenannte existenzielle Identifizierung anhand eindeutiger objekteigener Merkmale. was es hat: sogenannte possessive Identifizierung anhand eindeutiger Merkmale, die es (nicht originär) besitzt. was es weiß: sogenannte kognitive Identifizierung anhand eindeutigen Wissens, das es hat. 20

21 Sicherheitstechnologien Arten von Kennzeichen Originalitätskennzeichen: Kennzeichen mit fälschungssicheren Merkmalen. vgl. [Wil-07] S.64 Quelle: Schreiner ProSecure Quelle: fml Unikatkennzeichen: Kennzeichen mit fälschungssicheren, je Objekt einmaligen Merkmalen. vgl. [Wil-07] S.64 Quelle: [Buc-05], [PTB-09] Quelle: fml Identitätskennzeichen: Kennzeichen zur Serialisierung ohne fälschungssichere Merkmale für Objektgruppen oder einzelne Objekte. Quelle: DIN 21

22 Sicherheitstechnologien Beispiele bekannter Sicherheitstechnologien Originalitätskennzeichen Unikatkennzeichen Existentiell Possesiv Kognitiv Sicherheitsanstanzung Coin-Reactive-Ink, Datatrace, DNA- Markierung, elektromagnetisches Merkmal, Echt-/ Leuchtfarben, Farbcodepartikel, Fotochrome Farbe, Hologramm (OVD/ DOVD), IR-Farbpigmente, - Kippfarbe, Marke/ -name, Rauschmustercodes, Sicherheitsfaden, Thermoreaktive Farbe, UV-Farbpigmente, Wasserzeichen Abgleich von im Herstellprozess Hologramm (OVD/ DOVD), RFID RFID (Radiofrequenzidentifikation) stochastisch schwankender Merkmale (Radiofrequenzidentifikation) mit bildgebenden Verfahren (z.b. digitales Foto, Laseroberflächenauthentifizierung), Abgleich von im Herstellprozess eingebrachter Musteroberflächen mit bildgebenden Verfahren - 1D-Barcode, 2D-Barcode - Identitätskennzeichen 22

23 Sicherheitstechnologien Existenzielle Originalitätskennzeichen * Sicherheitsanstanzung Bewusstes Stehenlassen von Karton an Verpackungen. Existenzielle Unikatkennzeichen * stochastisch schwankende Merkmale Quelle: [Buc-05], Prot-09] Musteroberflächen Abgleich von eingebrachten Musteroberflächen * Detaillierte Technologiebeschreibungen auf Anfrage 23

24 Sicherheitstechnologien Possesive Originalitätskennzeichen * Coin-Reactive-Ink Datatrace DNA-Markierung Quelle: [Mal-05] 0,05-0,5 mm Quelle: [Dat-09] Quelle: [Pue-09] Elektromagnetisches Merkmal Echt-/ Leuchtfarben Farbcodepartikel Quelle: [Wik-09] Quelle: fml 0,005-0,045 mm Quelle: [Sim-09] Fotochrome Farbe Quelle: [REU-09] Hologramm (OVD/ DOVD) Quelle: Schreiner ProSecure IR-Farbpigmente Reflektion von IR-Licht ergibt spezifisches Intensitätsprofil über der Wellenlänge Quelle: [Mal-05] * Detaillierte Technologiebeschreibungen auf Anfrage 24

25 Sicherheitstechnologien Possesive Originalitätskennzeichen * Kippfarbe Quelle: [REU-09] Marke / Markenname Quelle: [Coc-09] Rauschmustercodes Quelle: Schreiner ProSecure Sicherheitsfaden Thermoreaktive Farbe UV-Farbpigmente Wasserzeichen Quelle: [REU-09] Quelle: [REU-09] Quelle: [REU-09] Quelle: [Mal-05] * Detaillierte Technologiebeschreibungen auf Anfrage 25

26 Sicherheitstechnologien Possesive Unikatkennzeichen * Individualisierte Hologramme (OVD/ DOVD) Quelle: Schreiner ProSecure RFID Quelle: fml Possesive Identitätskennzeichen * 1D-Barcode 2D-Barcode Quelle: DIN Quelle: DIN * Detaillierte Technologiebeschreibungen auf Anfrage 26

27 Sicherheitstechnologien Kognitive Unikatkennzeichen * RFID mit kognitiven Algorithmen Quelle: fml * Detaillierte Technologiebeschreibungen auf Anfrage 27

28 Inhalt fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Produktpiraterie Sicherheitstechnologien Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Forschungsprojekt ProAuthent Literatur Anhang 28

29 Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Anforderungen schließen Technologien aus Kennzeichnung des Produktes Sicherheitsanstanzung Bewusstes Stehenlassen von Karton an Verpackungen. Bauteile fast nie durchscheinend Wasserzeichen Quelle: [REU-09] Vielfache (unendlich häufige) Prüfung erwünscht Coin-Reactive-Ink DNA-Markierung Quelle: [Mal-05] Quelle: [Pue-09] 29

30 Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Datatrace Possesive Originalitätskennzeichen + Meist preisgünstige Kennzeichen + Einfach auf-/einzubringen + Einfache Prüfung ohne/mit einfachen Hilfsmitteln + Gut bei einfachen Hersteller- Kundenbeziehungen Elektromagnetisches Merkmal Fotochrome Farbe Quelle: [Wik-09] Quelle: [REU-09] 0,05-0,5 mm Echt-/ Leuchtfarben Hologramm (OVD/ DOVD) Quelle: [Dat-09] Quelle: fml Quelle: Schreiner ProSecure Farbcodepartikel 0,005-0,045 mm IR-Farbpigmente Reflektion von IR-Licht ergibt spezifisches Intensitätsprofil über der Wellenlänge Quelle: [Sim-09] Quelle: [Mal-05] o Spektrum von einfach kopierbar (Marke / Markenname) bis nicht kopierbar (Hologramm, Farbcodepartikel) o Spektrum von Unsicherheit über Originalität (Marke / Markenname) bis eindeutig Original (Hologramm, Farbcodepartikel) Kippfarbe Marke / Markenname Rauschmustercodes Quelle: [REU-09] Quelle: [Coc-09] Sicherheitsfaden Thermoreaktive Farbe UV-Farbpigmente Quelle: [REU-09] Quelle: [REU-09] Quelle: Schreiner ProSecure Quelle: [Mal-05] - Problem der Kommunikation der Prüfmerkmale, Verbreitung der Prüfhilfsmittel bei weitverzweigten Wertschöpfungs- und Vertriebsnetzwerken 30

31 Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Possesive Originalitätskennzeichen PLUS Identitätskennzeichen Nummerierung auf Produktgruppenebene + Kombination der logistischen Funktionalität mit Originalitätsnachweis 1D-Barcode Quelle: DIN 2D-Barcode + Quelle: DIN Nummerierung auf Produktebene + Individualisierung von Produkten + Nachverfolgung der einzelnen Produkte in der Supply Chain + Speicherung von produktindividuellen Daten in einer Daten- bank (Herstelldatum, -ort, Charge, Warenausgangs-, Wareneingangsdaten, Mindesthaltbarkeitsdatum, Verkaufsdatum, ) Elektromagnetisches Merkmal Quelle: [Wik-09] Datatrace 0,05-0,5 mm Echt-/ Leuchtfarben Farbcodepartikel Fotochrome Farbe Hologramm (OVD/ IR-Farbpigmente DOVD) Reflektion von IR-Licht ergibt spezifisches Intensitätsprofil über der Wellenlänge Kippfarbe Quelle: [REU-09] Quelle: [REU-09] Marke / Markenname Quelle: [Dat-09] Quelle: fml Quelle: Schreiner ProSecu ure Quelle: [Coc-09] 0,005-0,045 mm Rauschmustercodes Quelle: [Sim-09] Quelle: [Mal-05] Quelle: Schreiner ProSecure Sicherheitsfaden Thermoreaktive Farbe UV-Farbpigmente Quelle: [REU-09] Quelle: [REU-09] Quelle: [Mal-05] DB - Originalitätsnachweis oftmals nicht maschinenlesbar keine Überwachung der SC bzgl. Originalität 31

32 Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Existenzielle Unikatkennzeichen + Lesevorgang und Abgleich mit Datenbank liefert: Originalität ( Produkt original oder Produkt nicht original ) Individualität ( das ist das Produkt X ) stochastisch schwankende Merkmale + Beide Angaben in digitaler Form, somit DV-technisch nutzbar, d.h. Speicherung produktindividueller Daten (s.o.) in einer Datenbank + Höchste Sicherheit, denn Produkt selbst ist das Merkmal (insbesondere keine nachträgliche Applikation) Ermittlung der Originalität durch maschinelle Lesung und Abgleich Quelle: [Buc-05], Prot-09] Musteroberflächen Abgleich von eingebrachten Musteroberflächen DB - Schwierig: Ständiger Online-Zugriff auf zentrale Datenbank 32

33 Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Kognitive Unikatkennzeichen RFID mit kognitiven Algorithmen + Lesevorgang und lokale Authentifizierung liefern: Originalität ( Produkt original oder Produkt nicht original ) Individualität ( das ist das Produkt X ) + Kein Online-Abgleich mit zentraler Datenbank, sondern Authentifizierung erfolgt mit kognitiven Algorithmen (z.b. mit Kryptografie oder Challenge-Response-Verfahren) + Beide Angaben in digitaler Form, somit DV-technisch nutzbar, d.h. Speicherung produktindividueller Daten in einer Datenbank möglich Quelle: fml DB + Höchste Sicherheit bei Auswahl geeigneter Kryptografie- / Challenge-Response -Verfahren 33

34 Inhalt fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Produktpiraterie Sicherheitstechnologien Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Forschungsprojekt ProAuthent Literatur Anhang 34

35 ProAuthent: Schutz vor Produktpiraterie Integrierter Produktpiraterieschutz durch Kennzeichnung und Authentifizierung von kritischen Bauteilen im Maschinen- und Anlagenbau 6 Industriepartner 3 Lehrstühle der TU München 2,1 Mio Gesamtprojektsumme Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre Unternehmensführung, Logistik und Produktion Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Lehrstuhl für Wirtschaftsrecht und Geistiges Eigentum 35

36 Forschungsprojekt ProAuthent Schutzsystem aus drei Elementen Kennzeichnungs- & Authentifizierungstechnik + IT-System Systemreaktion RFID mit kognitiven Algorithmen Quelle: fml Kennzeichnungstechnik: Kennzeichen und Lesegeräte IT-System: Verarbeitung und Interpretation der Daten Systemreaktion: Erkennung von Nachahmungen, Information an Nutzer/Kunden 36

37 Forschungsprojekt ProAuthent Schutzsystem aus drei Elementen Kennzeichnungs- & Authentifizierungstechnik + IT-System Systemreaktion RFID mit kognitiven Algorithmen Quelle: fml Kennzeichnungstechnik: Kennzeichen und Lesegeräte IT-System: Verarbeitung und Interpretation der Daten Systemreaktion: Erkennung von Nachahmungen, Information an Nutzer/Kunden 37

38 Forschungsprojekt ProAuthent Aufbau des Schutzsystems Hersteller SC-Stufe 1 SC-Stufe 2 Kunde PC RFID möglicher Online- Datenaustausch WWW Datenbank Produktnummer (EPC) Originalität Ort Zeitstempel 38

39 Inhalt Sichere Authentifizierung von Produkten und deren Verfolgung in der Supply Chain fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Produktpiraterie Sicherheitstechnologien Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau Forschungsprojekt ProAuthent Literatur Anhang 39

40 Literatur [BMBF-06] Bundesministerium für Bildung und Forschungs: 21. Bekanntmachung, Rahmenkonzept Forschung für die Produktion von morgen, Themenfeld: Innovationen gegen Produktpiraterie BMBF, Bonn, [Buc-05] Buchnan, J., Russell, P., Jausaovec, A.-V., Petit, D., Seem, P., Xiong, G., Atkinson,D., Feton, K., Allwood, D., Bryan, M.: Fingerprinting documents and packaging Unique surface imperfections serve as an easily identifiable feature in the fight against fraud. In: Nature, Ausgabe des , S.475, London 2005 [Coc-09] Coca-Cola Deutschland GmbH Aufruf am [Dat-09] DataDot Technology LTD Aufruf am [Fuc-06] Fuchs, H. J.; Kammerer, J.; Ma, X.; Rehn, I. M.: Piraten, Fälscher und Kopierer Strategien und Instrumente zum Schutz geistigen Eigentums in der Volksrepublik China Gabler, Wiesbaden, 2006 [ICC-06] ICC International Chamber of Commerce: anti-counterfeiting technology A guide to Protecting and Authenticating Products and Documents ICC, Barking (GB),

41 Literatur [Mal-05] Malik, H.; Schindler, S.: Fälschungssichere Verpackungen Sicherheitstechnologien und Produktschutz Hüthig, Heidelberg, 2005 [OECD-08] OECD: Die wirtschaftlichen Folgen von Produkt- und Markenpiraterie OECD, Paris, 2008 [Pue-09] Pue s occurrences Aufruf am [Pro-09] Bayer Technology Services Protexxion Aufruf am [PTB-09] PTB Physikalisch-technische Bundesanstalt: Aufruf am [REU-09] Rat der EU: Sicherheitsdokumente Sicherheitsmerkmale und andere einschlägige Fachbegriffe Aufruf am

42 Literatur [Sim-09] Simons Security Systems: Aufruf am [VDMA-08] VDMA: Produkt- und Markenpiraterie in der Investitionsgüterindustrie 2008 VDMA, Frankfurt a.m., 2008 Bundesministerium für Bildung und Forschung [Wik-09] Wikipedia Die freie Enzyklopädie Aufruf am [Wil-07] Wildemann, H.; Ann, C.; Broy, M.; Günthner, W.A.; Lindemann, U. Plagiatschutz Handlungsspielräume der produzierenden Industrie gegen Produktpiraterie TCW, München, 2007 [Win-07] Winkler, I.; Wang, X.: Made in China Marken- und Produktpiraterie Strategien der Fälscher & Abwehrstrategien für Unternehmen Verlag für Interkulturelle Kommunikation, Frankfurt a.m., London

43 Anhang Wert der vom Zoll sichergestellten Ware nach Staaten pro Jahr in US$ Wert der vom Zoll sichergestellten Ware nach Staaten in US $ Staaten Andorra Argentinien Bulgarien Chile China Deutschland Fidschi Ghana Hong Kong, China Kanada Korea Kroatien Kuwait Lettland Libanon Mali Malta Mauritius Mongolei Norwegen Panama Peru Portugal Schweiz Senegal Serbien Slowakei Slowenien Süd Afrika Taiwan (China) Thailand Tschechien Ungarn USA Zypern Gesamt Anzahl der berichterstattenden Staaten vgl. [OECD-08] S.57 43