Sensorlizenzierung und -monetarisierung Intellectual-Property-Schutz für Sensoren

Sentinel Fit bietet einen modularen Baukasten für das Management von Lizenzen und Berechtigungen, um so das Intellectual-Property auch von Ressourcen-beschränkten Geräten wie Sensoren zu schützen.
Sentinel Fit bietet einen modularen Baukasten für das Management von Lizenzen und Berechtigungen, um so das Intellectual-Property auch von Ressourcen-beschränkten Geräten wie Sensoren zu schützen.

Zunehmend mehr Intelligenz wandert in die Sensoren, und die muss durch Lizensierung geschützt werden. Gemalto hat mit „Sentinel Fit“ dazu den nach Herstellerangaben weltweit kleinsten Lizenzierungs-Footprint entwickelt, der in fast jeden Mikrocontroller integriert werden kann.

Die meisten der Milliarden Devices des Internets der Dinge sind smarte Sensoren und Aktoren. Beispielsweise senden sie dem Weinbauern Daten über Dünge- und Feuchtigkeitsgrade, mitunter einer jeden Rebe. Sie sagen dem Autofahrer, wo noch ein Parkplatz am Straßenrand frei ist. Sie schalten Straßenlaternen aus, wenn kein Mensch auf der Straße ist, oder sie werden an und in Geräten, Maschinen und Anlagen aller Art angebracht, um Zustandsdaten an Betreiber-Clouds zu senden. Hierfür ist immer eine gewisse Intelligenz vor Ort erforderlich. Zum einen zur Auswertung und Aufbereitung der Messdaten. Zum anderen zur – mitunter verschlüsselten – Kommunikation über unterschiedlichste Kommunikationsstandards.

Ein weiteres Beispiel sind Helligkeitssensoren: Sie messen Helligkeit über Fotozellen und wandeln deren Daten in digitale Signale um. Werden die Daten direkt im smarten Sensor analysiert und lassen sich Schwellenwerte definieren, ist bereits die erste Intelligenz implementiert. Kann der Sensor diese Daten über Funkschnittstellen an IoT-Gateways senden, wird er noch intelligenter, denn er muss die Daten in Kommunikations-Layer packen und die gesamte Kommunikation abwickeln. Kann der smarte Sensor zudem auch Daten von anderen Sensoren empfangen – um beispielsweise aus einer Summe von drei Sensordaten die Entscheidung zu fällen, ob ein Schwellenwert weitergegeben wird –, wird er noch intelligenter. Und wenn er dann auch noch einen Aktor integriert hat, der das Licht an oder ausschaltet, ist ein dezentraler Sensor-Aktor-Knoten spätestens so intelligent, dass er hinreichend viele Zeilen von Code beinhaltet, die als Intellectual Property (IP) schützenswert sind. Gleiches gilt natürlich analog auch für Kommunikationsmodule, die weniger intelligente Sensoren und Aktuatoren modular anbinden.

Ein solcher Schutz ist zwingend erforderlich, denn je mehr IP in einem solchen smarten Sensor steckt, desto mehr interessieren sich Hacker und Plagiatoren dafür, Zugriff auf diese Device-IP zu bekommen. Sie können den Code für eigene Graukopien stehlen oder für Sabotage-Attacken manipulieren. Steckt dann ein Aufzug fest oder bleibt eine Heizung kalt, ist das zwar noch vergleichsweise trivial – aber alleine schon der Einbruch durch Manipulation der Hauselektronik sollte wirkungsvoll vermieden werden können.

Der Schutz der IP durch Lizensierung ist aber nicht nur Sicherheitsmaßnahme. Er eröffnet zusätzlich auch alle Möglichkeiten, die sich aus dem flexiblen Management von Lizenzen ergeben. So können Anbieter beispielsweise Plattformstrategien mit einer standardisierten Hardware entwickeln und die Produktportfolio-Varianten einzig über Softwarekonfigurationen bilden. Damit können sie eine höhere Economies-of-Scale erzielen, die neue Spielräume zur Preis- und Ertragsgestaltung bieten. Zudem können sie Lizenzen auch für Laufzeiten anbieten oder auch Pay-per-Use und funktionsbasierte Lizenzierungen betreiben.

Eine flexible Lizenzpolitik für die Sensoren und Aktuatoren des Internets der Dinge kann also auch komplett neue Geschäftsmodelle ermöglichen, beispielsweise ein Helligkeitssensor, der entweder im Haushalt eingesetzt wird und die Jalousie steuert, je nach Uhrzeit und damit Lichteinfallwinkel. Hierfür ist eine ganz andere Logik vonnöten als bei Laternensensoren, die bei Mondschein die Straßenlaternen dimmen sollen, um Strom zu sparen. Beides sind aber smarte Sensoren, die lediglich durch einen anderen Algorithmus die applikationsspezifische Funktion erlangen können. Für Sensorhersteller können sich daraus ganz neue Vertriebsszenarien ergeben, denn nun differenziert sich das Angebot des Sensorherstellers nicht mehr alleine durch die physischen Leistungsdaten des Sensors, sondern insbesondere auch durch die integrierte Logik, die der Device Manufacturer der Laternenlogik bzw. Jalousienlogik somit als Dreingabe bekommt. Dieser muss sich dann nur noch darum kümmern, eine App in die Cloud, auf das Tablet oder das Smartphone zu bekommen, mit der man dann die smarten Devices managen kann. Intelligente Sensoren verändern so auch die Art, wie Lieferanten im Elektroniksegment zusammenarbeiten. Hier spielt Software also die entscheidende Rolle. Und diese gilt es zu schützen und auch zu lizenzieren.

Interessanterweise kann man diese Lizenzierung mit Tools machen, die auch Softwarehersteller aus dem kommerziellen Sektor einsetzen – zumindest dann, wenn sie so entwickelt wurden, dass sie vollkommen unabhängig vom eingesetzten Betriebssystem und Prozessor beziehungsweise Mikrocontroller sind. Gemalto hat mit „Sentinel Fit“ eine solche Lösung entwickelt, die gleichzeitig wohl auch das kleinste Lizenzierungssystem der Welt. Sentinel Fit ist plattformunabhängig und kann deshalb in fast jeder Mikrocontroller- und Betriebssystemkonfiguration genutzt werden, die 1,5 KByte RAM und 6,5 KByte Flash für den Lizenz-Footprint bereitstellen kann. Es eignet sich damit für viele unterschiedliche Devices – von smarten Headsets und Wearables über Devices der Heimautomatisierung bis hin zu Smart-City-Applikationen, Smart Metern und unzähligen weiteren industriellen Sensoren, Aktoren und Kommunikationsmodulen. Eingesetzt werden kann das System beispielsweise auf typischen Mikrocontrollern wie dem ARM Cortex M3/M4, Intel Quark oder AVR/Arduino und Raspberry Pi oder auch 8051, 68k, PIC/MIPS oder MSP430 mit Embedded-Betriebssystem oder auch als Bare-Metal-Installation ganz ohne OS.

Sentinel Fit bietet für all diese Prozessoren die Möglichkeit, eine asymmetrische RSA-Verschlüsselung als Off-the-Shelf-Lösung zu implementieren, die zudem auch remote aktualisiert werden kann, um Funktionszugriffe freizuschalten oder zu blockieren. Technisch muss der Mikrocontroller lediglich 13 KByte RAM und 34 KByte Flash für den Lizenz-Footprint bereitstellen. Für noch kleinere Footprint Anforderungen kann eine symmetrische AES-Verschlüsselung gewählt werden. Damit werden nur noch 1,5 KByte RAM und 6,5 KByte Flash benötigt. Da die Lizenzierung nicht auf bestimmte Mikrocontroller oder OS limitiert ist, kann sie in jeder beliebigen Konfiguration eingesetzt werden. Sie ist also auch problemlos auf Tablet- oder Desktop-Prozessoren einsetzbar. Es ist aber abzuraten, smarte Sensoren komplett ohne schützendes Lizenzmanagement zu betreiben.

Sentinel Fit wird im C-Source-Code ausgeliefert und fügt sich damit in vorhandene Embedded-Tool-Chains. Aufgrund seines modularen Aufbaus, können nicht benötigte Funktionalitäten leicht herausgenommen werden, um so einen noch kleineren Footprint zu erreichen. Da das mächtigere Lizenzmanagementsystem Sentinel (ohne „Fit“) bereits für Entwicklungsumgebungen wie Labview oder Matlab und Simulink verfügbar ist, ist davon auszugehen, dass der kleine Bruder auch bald als Funktionsbaustein innerhalb dieser Systeme zu haben sein wird.

Sentinel Fit bietet auch einen modularen Baukasten für das Management von Lizenzen und Berechtigungen, der vom Lizenzierungstool bis hin zum – optional Cloud-basierten – Lizenzverwaltungssystem für OEMs reicht und der auch Prozessautomatisierungsschnittstellen zu ERP- und Payment-Systemen bietet. Insofern unterscheiden sich professionelle Systeme zur Lizenzierung auch deutlich von Tools zur Generierung eines Lizenzschlüssels. Entscheiden sich Entwickler für den Einsatz solcher Tools, haben sie auch die Grundlage für die flexible Vermarktung ihrer Lösungen gelegt.