Fachartikel aus PROTECTOR 12/2017, S. 70 bis 71

Einsatz von Drohnen Datensicherheit gewährleisten

Die Integration von Drohnen in technische Arbeitsprozesse ist ein wichtiger Schritt bei der Digitalisierung von Unternehmen auf dem Weg zur Industrie 4.0. Aber welche Risiken bestehen überhaupt und wie kann man die eigenen Daten schützen?

Bild: Flairics GmbH
Gewerbliche Drohnenanwendungen: Verschlüsselte Datennetzwerke schützen vor externem Zugriff. (Bild: Flairics GmbH)

Drohnen können zum Beispiel Daten für die Inspektion von Industrieanlagen liefern, für das Monitoring von Geländen und Gebäuden genutzt werden oder Geodaten erfassen. Unternehmen, die Drohnen einsetzen, haben das berechtigte Interesse, die von ihnen erhobenen Daten vor fremdem und möglicherweise böswilligem Zugriff zu schützen.

Während der Boom der Hobby-Drohnen eine mediale Diskussion über Privatsphäre- und Datenschutz im öffentlichen Raum sowie die Abwehr von missbräuchlich eingesetzten Multicoptern gefördert hat, wird Datensicherheit bei gewerblichen Drohnenanwendungen bislang kaum thematisiert. Drohnenanwendungen bieten Unternehmen die Chance, beispielsweise Wartungs- und Instandhaltungsprozesse effizienter, kostengünstiger und im Sinne der Predictive Maintenance vorausschauender zu gestalten. Drohneneinsätze in der Industrie und Wirtschaft gewinnen in Zeiten der Digitalisierung und Effizienzsteigerung von Arbeitsabläufen demzufolge immer mehr an Bedeutung. So gehen Marktforscher davon aus, dass sich das Umsatzvolumen bei der gewerblichen Nutzung von Drohnen bis 2025 allein in Europa von rund 177 Millionen US-Dollar, Stand 2017, auf mehr als drei Milliarden US-Dollar erhöhen wird (Quelle: Statista).

Mit diesem Wachstum geht ein erhöhter Bedarf nach sicherer Datenübertragung per Funk, Schutz der eingesetzten Flugsysteme vor Hackerangriffen und Unterbindung von Mithörversuchen bei der Kommunikation zwischen dem Steuerer der Drohne und dem Bediener der an der Drohne fixierten Kamera (Cam-Operator) einher. Drohnenbasierte Anwendungen sind also bereits heute Teil der Digitalisierung von Unternehmen im Kontext von Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things – sie müssen damit auch im Rahmen eines Cyber-Security- Konzepts berücksichtigt werden.

Potenzielle Ansatzpunkte für Manipulation und Spionage

In der Industrie und Wirtschaft, aber zum Beispiel auch bei Behörden mit Sicherheitsaufgaben, werden Drohnen in sensiblen Bereichen etwa für Inspektionen, Monitoring und Lagebeurteilungen genutzt. Insbesondere hier ist der sichere Einsatz von Flugsystemen von großer Bedeutung: Zum einen sollte das Risiko von Abstürzen und Zwischenfällen auf ein Minimum reduziert werden, zum anderen der Zugriff von unbefugten Dritten unterbunden und damit die Sicherheit der erhobenen Daten gewährleistet sein. Im Hinblick auf Risiken durch Wirtschafts- und Industriespionage sollten Unternehmen, die Drohnen einsetzen, darauf achten, dass sie keine beliebigen Fluggeräte aus dem Hobbybereich mit niedrigen Sicherheitsstandards nutzen.

Hacker können sich potenziell Zugang zu unverschlüsselten Systemen verschaffen, Daten entwenden oder die Steuerung des Flugsystems übernehmen. Außerdem ist denkbar, dass sie mit Hilfe von „Jammern“ (Störsender) Frequenzbänder stören und die Datenübertragung unmöglich machen. Jammer überlagern die ursprünglich gesendeten Funkwellen, um das Benutzen einer Frequenz oder eines ganzen Frequenzbandes zu erschweren. Folge des Jammings kann das Abbrechen der Funkverbindung und damit der Absturz des gesamten Flugsystems sein. Aber auch Einflüsse auf die Funkübertragung, die nicht willentlich durch Menschen gesteuert werden, spielen eine Rolle. So kann durch elektromagnetische Störungen, die zum Beispiel durch hohe Schaltströme und Frequenzumrichter hervorgerufen werden können, die Funkübertragungsgüte negativ beeinflusst werden. Daten können infolgedessen verändert werden oder komplett verloren gehen. Und nicht nur die Funkverbindung kann von Störungen und externen Angriffen betroffen sein, auch Updates des Flugsystems über das Internet oder eine Verbindung zum eigenen Rechner können Risiken für die Datensicherheit bergen. Auf diesem Weg könnten Dritte relevante Daten, zum Beispiel GPS-Koordinaten vergangener Flüge, sammeln und in verdeckter Form auf einen Server übertragen, ohne dass der Nutzer davon Kenntnis nimmt.

Erhöhte Datensicherheit

Diese Szenarien mögen zunächst bedrohlich wirken, sie sind aber durch bewusste Entscheidungen für entsprechende Hard- und Software vermeidbar. Der Schutz von Datenübertragung hat in den letzten Jahren einen Sprung nach vorn gemacht: Der Einsatz von digitalen Datenübertragungssystemen und leistungsfähigen Mikrorechnern ermöglicht die Entwicklung von hochkomplexen Algorithmen. Diese Fortschritte sind für die unbemannte Luftfahrt, aber auch für die Nutzung anderer ferngesteuerter Systeme relevant. Das Entwicklungsunternehmen Flairics mit Fokus auf Lösungen für unbemannte Systeme, finalisiert aktuell eine Funkstrecke, die speziell für Anwender mit hohen Ansprüchen an ein sicheres Netzwerk bei Drohnenanwendungen konzipiert wurde und den Herausforderungen im Bereich Datensicherheit begegnen soll.

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Ein verschlüsseltes und in sich geschlossenes Netzwerk zwischen Drohne, Steuerer und Cam-Operator unterbindet den Zugriff von unbefugten Dritten und schützt so vor potenziellen Hackerangriffen und anderen störenden Einflüssen. Davide Picchi, Projektleiter und Softwarespezialist im Bereich unbemannte Luftfahrt bei Flairics, erklärt: „Durch eine softwarebasierte Verschlüsselung der digitalen Datenübertragung werden Telemetrie, Steuerungsbefehle, Audio-, Video- und Sensordaten vor dem Zugriff Dritter geschützt. Nicht berechtigte Teilnehmer können weder Sprachkommunikation zwischen Pilot und Cam-Operator abhören noch Steuerungsbefehle manipulieren.“ Der Einsatz eines speziellen Verfahrens erhöht die Robustheit des Systems gegenüber Störungen elektromagnetischer Natur. Um Angriffe von Jammern vorzubeugen, werden mehrere Frequenzbänder genutzt. Ist ein Frequenzband durch eine mutwillig herbeigeführte Überlagerung nicht mehr benutzbar, dann überträgt das System Daten automatisch auf einem anderen Frequenzband. Die Datenübertragung kann somit auch im Fall eines Jammer-Angriffs aufrechterhalten werden. Auch bei elektromagnetischen Störungen greift das Prinzip. Zusätzlich kann die Steuerung des Flugsystems durch den Cam-Operator übernommen werden. Das ist dann hilfreich, wenn der Drohnenpilot das System zum Beispiel aufgrund plötzlich auftretender Sichtprobleme nicht mehr kon trolliert steuern kann oder das Übertragungssystem ausfällt. Damit ist eine zweifache Redundanz vorhanden: Zum einen eine Redundanz bei der Nutzung der Frequenzbänder, zum anderen eine Redundanz bezogen auf die Übernahme der Steuerung.

Ausblick: Autonome Flugsysteme

Zukünftig werden viele Prozesse in der Industrie automatisiert ablaufen. Autonom fliegende Drohnen werden hier eine wichtige Rolle einnehmen. Intelligente Softwarelösungen zur Steigerung der Daten- und Netzwerksicherheit, angepasst an einen erhöhten Sicherheitsbedarf aufgrund der Übernahme von Aufgaben durch autonome Systeme, werden in den kommenden Jahrzehnten im Bereich der unbemannten Luftfahrt weiter an Bedeutung gewinnen. Es lohnt sich, bereits heute sichere Lösungen zu implementieren, sensible Daten zu schützen und den Erfolg gewerblicher Drohnenanwendungen durch den Einsatz entsprechender Software zu fördern.

Andrea Müller, Leiterin Unternehmenskommunikation & Prokuristin, SPECTAIR GROUP GmbH

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