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Vernetzte Nutzfahrzeuge

Optimale Funktion und funktionale Sicherheit kombinieren

6. Juli 2017, 9:30 Uhr | Karin Zühlke

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Funktionale Sicherheit und IT-Security

Schon heute gibt es Assistenzsysteme, die Fahrer in Nutzfahrzeugen unterstützen. Zukünftige Systeme werden Fahrer jedoch nicht unterstützen, sondern ersetzen – eine enorme Verantwortung für die Hersteller: Denn bei einem Fehler kann niemand direkt korrigierend eingreifen. Die Fahrzeuge müssen so lange weiter funktionieren, bis eine sichere Abschaltung möglich ist. In dieser Zeit dürfen keine Personen gefährdet werden.

Das erfordert ein Höchstmaß an funktionaler Sicherheit. Bisherige fehlertolerante Systeme, wie sie z.B. in Flugzeugen zum Einsatz kommen, sind nur zum Teil für automobile Anwendungen nutzbar. Hier sind kosteneffiziente Architekturen gefragt, die ähnliche Funktionen bieten, jedoch die speziellen Anforderungen von Fahrzeugen abdecken, wie sie in den Normen ISO 26262 (Automotive), ISO 25119 (Sicherheit Agrarmaschinen) und ISO 15998 (Sicherheit Baumaschinen) definiert sind.

»Geeignete Chip-Architekturen etwa müssen von Beginn an auf Basis eines ISO-26262-konformen Prozesses entwickelt werden«, erklärt Vincent Usseglio, Distribution Marketing Manager von Infineon Technologies, und führt als Beispiel die Prozessoren der AURIX-Plattform an: Diese besitzen eine oder zwei CPUs mit jeweils drei Kernen und sind mit verschiedenen Lockstep-Architekturen aufgebaut. Sie verfügen über spezielle Sicherheitsfunktionen wie abgesicherte interne Kommunikationsbusse und ein verteiltes Speicherschutzsystem. AURIX enthält zudem leistungsfähige interne Hardware-Diagnosefunktionen, die sich über mitgelieferte Software-Bibliotheken direkt in den Entwicklungsprozess integrieren lassen. »Das vereinfacht das Schaltungsdesign und senkt die Kosten«, sagt Usseglio.

Neben der funktionalen Sicherheit ist die IT-Security ein zentraler Punkt bei der Entwicklung vernetzter Fahrzeuge, denn die Fahrzeuge kommunizieren per Funk über das IoT mit ihrer Umgebung, etwa mit Cloud-Computing-Systemen. Potenziell sind sie somit auch ohne physikalischen Zugriff angreifbar. »Eine Möglichkeit, das zu verhindern, sind in den Controllern integrierte Hardware-Security-Module (HSM), die wie Chipcards die Verbindungen mit sicheren Verfahren verschlüsseln«, sagt Florian Süssmaier, Marketing Manager von Infineon Technologies. »Die Kommunikationsmodule in den Fahrzeugen lassen sich so gegen IP-Manipulation und Datendiebstahl schützen.« Die integrierten Funktionen vereinfachen den Entwicklungsprozess, weil diese Sicherungssysteme nicht mehr in Software programmiert werden müssen.

Auf eigene Stärken konzentrieren

Das Entwickeln von Systemen, die sowohl Funktionen für einen oft speziellen Einsatzzweck bereitstellen als auch die geforderte funktionale Sicherheit garantieren, setzt industriespezifisches Chip- und Design-Know-how voraus. Allein das Identifizieren geeigneter Komponenten ist sehr aufwendig. Anstatt Ressourcen für das Suchen und Evaluieren zu binden, haben Unternehmen die Möglichkeit, gemeinsam mit erfahrenen Partnern zu agieren. Entwickler können sich so auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren, eigene Stärken effizienter nutzen und ihr Produkt schneller auf den Markt bringen.