Absicherung von Cyber-Physical-Systems mit Methoden des Organic Computing

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Hähner; Professor Dr. Bernhard Sick; Professor Dr. Arno Wacker
• Fachliche Zuordnung: Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253136448

Cyber-Physikalische Systeme (CPS) verbinden zwei grundsätzlich unterschiedliche Welten: die Welt der eingebetteten Systeme (mit Echtzeitanforderungen, Sensoren und Aktuatoren, Verlässlichkeit, deterministischem Verhalten, etc.) mit der Welt der digitalen Netzwerke (mit global erreichbaren Diensten, Datenwolken, multi-modalen Mensch-Maschine Schnittstellen, etc.). CPS sind dabei unterschiedlichen sicherheitskritischen Bedrohungen ausgesetzt, von denen viele zur Entwicklungszeit eines CPS noch nicht einmal bekannt sind. Allgemein betrachtet kann sowohl die Umgebung eines CPS bedroht sein, als auch seine Komponenten oder die Kommunikation zwischen örtlich verteilten Komponenten. Im CYPHOC Projekt adressieren wir diese Sicherheitsprobleme mit Techniken des Organic Computing (OC). OC beschäftigt sich mit adaptiven technischen Systemen, mit dem Ziel, komplexe Probleme beherrschbar zu machen. Wichtige gewünschte Systemeigenschaften sind dabei selbständiges Lernen, Selbstadaption, Selbstkoordination, Selbstorganisation oder Selbstheilung. Mit CYPHOC wollen wir das Konzept "Sicherheit im Systementwurf" durch das Konzept "Sicherheit zur Laufzeit" ergänzen. Dies bedeutet insbesondere, dass Komponenten eines CPS in die Lage versetzt werden, neuartige Bedrohungen kollektiv zu erkennen und darauf erfolgreich zu reagieren. Um dies zu erreichen, adressiert das CYPHOC Projekt (Absicherung von Cyber-Physikalischen Systemen mit Organic Computing Techniken, engl.: "Securing Cyber-physical Systems with Organic Computing Techniques") drei relevante Forschungsthemen: kollaborative Erkennung und Modellierung von Bedrohungsssituationen basierend auf effektiven und effizienten Kommunikationsmechanismen (Gruppe von Prof. Sick), Mechanismen zur Erkennung von Abhängigkeiten und gegenseitigen Beeinflussungen zwischen Komponenten eines CPS sowie die zielgerichtete Reaktion auf solche Situationen (Gruppe von Prof. Hähner), und garantierte Sicherheit gegenüber kompromittierten Komponenten des CPS sowie Schutz der zuvor benannten Mechanismen (Gruppe von Prof. Wacker). Das Projekt nutzt drei Fallstudien zur Demonstration der Anwendbarkeit sowie der Evaluation der entwickelten Techniken (verteilte Einbruchserkennung in Netzwerken, intelligente Kameranetze und ein Industrie 4.0 Szenario).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Sven Tomforde