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Qualitativ hochwertige Energiezähler sind Voraussetzungen für das Smart Grid

Zu lange vernachlässigt: Energiemessung und Sicherheit im Smart Grid

22. Juli 2013, 12:14 Uhr | David Andeen, Maxim Integrated

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Sicherheit im Smart Grid - unerlässlich, aber kaum gewürdigt

Das Smart Grid verlangt nach lückenloser Sicherheit - an jedem Tag rund um die Uhr. Die Wichtigkeit dieses Aspekts unterschätzen nicht nur die Mehrzahl der Verbraucher, sondern auch die meisten gewerblichen Nutzer und EVUs. Endpunkte wie etwa Smart Meter, Industriemotoren, Consumer-Geräte und dezentralisierte Automatisierungs-Ausrüstungen verbrauchen und kontrollieren Elektrizität. Mittlerweile nehmen die Anwendungen für Geräte mit Netzanschluss weiter zu, weil die Smart-Grid-Betreiber die Möglichkeiten intelligenter Netzwerke zu nutzen beginnen, um den Leistungsfaktor zu korrigieren, die Spannung zu optimieren, Störungen präzise einzukreisen und die Reparaturzeiten zu verringern, um die Verfügbarkeit zu steigern.

Cyber-Attacken, Diebstahl geistigen Eigentums und Produktivitätseinbußen - all diese Bedrohungen sind im Smart Grid ebenso wie in industriellen Steuerungssystemen auf dem Vormarsch. Nur mit vollständigen, für das Smart Grid optimierten Sicherheitsmaßnahmen kann man diesen ernsten Bedrohungen Herr werden und maximale Verfügbarkeit gewährleisten, gleich ob es um einen simplen Wäschetrockner geht oder um einen ausgefeilten, weit verteilten Industriekomplex. Leider wird die Schwere der Sicherheitsrisiken in vielen Fällen nicht in vollem Umfang gewürdigt, und die Sicherheitsmaßnahmen beschränken sich auf ein Minimum. Ein EVU-Mitarbeiter sagte mir einmal, die Umspannwerke seines Unternehmens seien allein durch Stacheldraht, ein Vorhängeschloss und Hochspannung gesichert. Andere weniger kundige Betreiber vertrauen den eigenen Sicherheitsmaßnahmen der Hardware und erkennen nicht die größeren Gefahren, die durch Cyber-Attacken auf die Software drohen.

Die effektivsten Sicherheitslösungen bieten Schutz über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts hinweg und beziehen die Hardware und die Software ein. Potenzielle Sicherheitsprobleme können in sämtlichen Phasen des Betriebs eines Produkts auftreten: vom Kauf über die Produktion und den Betrieb bis hin zur Stilllegung hat das Thema Netzsicherheit weitreichende Konsequenzen. Beim Kauf eines Produkts, das an einem Smart Grid funktionieren soll, muss der Käufer die Gewissheit haben, dass ein verlässlicher Kanal für den Bezug der Halbleiter und anderer kritischer Rechenbausteine existiert, denn nur so lässt sich der Einkauf gefälschter Produkte ausschließen. In der Produktion verhindern leistungsfähige Authentifizierungsschlüssel, dass Außenstehende wie zum Beispiel Auftragsfertiger widerrechtlich in den Besitz von Schlüsseln gelangen, die später für die Strompiraterie oder das Einschleusen von Viren in das Stromnetz genutzt werden könnten. Beim Einsatz im Feld bieten ein sicheres Speichern von Schlüsseln und die Anwendung mehrerer Verschlüsselungsebenen den Kommunikationskanälen Schutz. Sichere Bootloader verhindern, dass Viren und Malware in das System gelangen. Hardware-Verfahren überwachen die physische Sicherheit und ermöglichen die Reaktion auf Manipulationsversuche. Nicht unter konstanter Überwachung stehende Geräte und Sensoren sind definitiv auf eine derart lückenlose Absicherung angewiesen.

Am effektivsten sind Sicherheitsmaßnahmen, die direkt in das Design des Systems oder Grids integriert werden. Maxim bietet eine ganze Reihe sicherer Produkte (z.B. MAXQ1050, MAX36025 und MAX71637) an, die den Sicherheitsanforderungen des Smart Grid gerecht werden. Integriert sind hier grundlegende Authentifizierungs-Funktionen für Multilayer-Verfahren mit geteilten Schlüsseln, asymmetrischer Verschlüsselung, sicheren Bootloadern und verschiedenen Schutzmechanismen gegen mechanische Manipulation.