Die transformative Kraft des Internet der Dinge (IoT)

Chancen, Herausforderungen und die Notwendigkeit robuster Cyber-Sicherheit

Wir leben in einer Zeit des ständigen Wandels. Technologischer Fortschritt hat es uns über Jahrzehnte ermöglicht, unseren Wohlstand als Gesellschaft zu sichern und weiter auszubauen. Das „Internet der Dinge“ (IoT) stellt dabei einen Paradigmenwechsel im Bereich vernetzter Technologie dar und kündigt eine Zukunft an, in der Alltagsgegenstände kontinuierlich miteinander verbunden sind. Doch wo große Chancen auf uns warten, sind typischerweise auch Risiken nicht weit. Es entstehen neue Bedenken hinsichtlich Informationssicherheit, Datenschutz und Interoperabilität. Wenn immer mehr Geräte miteinander verbunden werden, steigt gleichzeitig die Anfälligkeit für Cyber-Bedrohungen. Und im Internet der Dinge warten Millionen neuer Geräte nur darauf, vernetzt zu werden. Allzu oft wird dabei aber Funktionalität und schnelle Markteinführung vor Sicherheit gestellt.

IoT – Was steckt dahinter?

Das „Internet of Things“ bezieht sich auf ein riesiges Netzwerk vernetzter Geräte, Maschinen und Objekte, das die generelle Effizienz verschiedener Anwendungsfälle, den Komfort für Anwenderinnen und Anwender und die Funktionalität in mehreren Domänen verbessern kann. Im Kern basiert es dabei auf dem Konzept der direkten Kommunikation zwischen (End-) Geräten, was auch Alltagsgegenstände einschließt. Es ermöglicht jenen Geräten, Daten zu sammeln, zu übertragen und auf deren Inhalt zu reagieren, ohne dass direkte, menschliche Interaktion notwendig wäre. So diente in den 2000er- Jahren u.a. der „smarte Kühlschrank“, der selbstständig Milch nachbestellen sollte, als plakatives Beispiel. Tatsächlich haben sich mittlerweile auf breiter Front „smarte“ Produkte durchgesetzt, die von Haushaltsgeräten über tragbare Geräte und Automobile bis hin zu Industriemaschinen, Infrastrukturkomponenten und vielem mehr reichen. Nicht nur gibt es für alles eine „App“, nein: Nahezu alles scheint heutzutage auch mit einer „App“ ausgeliefert zu werden. Es entstehen vernetzte, in Teilen beinahe eigenständig erscheinende Ökosysteme, die viele Vorteile mit sich bringen.

Immense Chancen durch IoT

Typischerweise unterscheiden sich dabei die „moderneren“ Varianten von zuvor bereits existierenden Produkten primär durch die Integration von Sensoren, Softwarelogik und Netzwerkkomponenten. Sensoren können je nach Verwendungszweck des Geräts verschiedene Umgebungsparameter erfassen, messen und überwachen – darunter Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewegungen, den Standort und vieles mehr. Dadurch erhalten diese Geräte eine Form des „Bewusstseins“ für ihre Umgebung. Im vernetzten Schwarm können so riesige Datenmengen generiert und genutzt werden, die wiederum weitreichende Erkenntnisse, Muster und Analysen für eine fundierte Entscheidungsfindung liefern können. Beispielsweise können im Smart Home- Bereich IoT-fähige Geräte wie Thermostate, Lichter und Sicherheitskameras miteinander kommunizieren, um den Energieverbrauch zu optimieren, Sicherheitsprotokolle zu verbessern und den Bewohnerinnen und Bewohnern Komfort zu bieten, indem sie lernen und sich an ihre Vorlieben anpassen. Kombiniert man diese Fähigkeiten mit denen künstlicher Intelligenz, geraten Zukunftsforscherinnen und -forscher gerne ins Schwärmen. Ein Stück weit verbindet das Internet der Dinge künstliche Intelligenz mit der realen Welt.
Darüber hinaus treiben auch bereits heute viele Unternehmen durch diese Technologie tragfähige Verbesserungen bei Effizienz und Funktionalität voran und sichern sich so Wettbewerbsvorteile. Im Rahmen der sogenannten Industrie 4.0 zum Beispiel revolutioniert das IoT Fertigungsprozesse durch den Einsatz vernetzter Maschinen und Systeme. Fabriken, die mit IoT-fähigen Sensoren und Geräten ausgestattet sind, können Abläufe rationalisieren, den Gerätezustand in Echtzeit überwachen, Wartungsbedarf vorhersagen und Produktionsabläufe optimieren, was letztlich zu einer höheren Produktivität und kürzeren Ausfallzeiten führt. Oft wird hier das Bild der sich selbst optimierenden Fabrik gezeichnet.

IoT als Sicherheitsrisiko

Auch wenn im IoT enormes Potenzial steckt, sind Sicherheitsrisiken, die die Technologie mit sich bringt, nicht zu vernachlässigen. Grundsätzlich steigt die Anfälligkeit für Cyber-Bedrohungen. Je mehr Produktkategorien sich vernetzen, umso exponentieller erhöht sich das damit verbundene Risiko. Und je mehr relevante Lebens- und Arbeitsbereiche von dieser Vernetzung betroffen sind, umso größer sind die potenziellen Auswirkungen im Schadensfall.

Es sind bereits mehrere Cyber-Sicherheitsvorfälle mit IoT-Geräten aufgetreten, die die Schwachstellen und Risiken im Zusammenhang mit vernetzten Systemen verdeutlichen. Ein Vorfall, der im Jahr 2021 besonderes Aufsehen erregt hat und das Ausmaß solcher Vorfälle verdeutlicht, war der „Hack“ einer Wasseraufbereitungsanlage in Florida, USA: Dort verschafften sich Hacker mutmaßlich unbefugten Zugriff auf die Kontrollsysteme der Anlage und versuchten, den Gehalt an Natriumhydroxid (Lauge) in der Wasserversorgung auf gefährliche Werte zu erhöhen. Glücklicherweise wurde der Angriff erkannt und vereitelt, bevor Schaden entstand.

Dieser und viele weitere Vorfälle unterstreichen, wie wichtig es ist, IoT-Geräte und -Netzwerke vor Cyber-Bedrohungen zu schützen. Da sich das Internet der Dinge immer weiter ausdehnt und sich in verschiedene Aspekte des täglichen Lebens integriert, erreichen hierüber zuvor rein digitale Bedrohungen die reale Welt. Diese können diverse Lebensbereiche betreffen:

Datenschutzverletzungen: z. B. Identitätsdiebstahl, unbefugte Überwachung oder Manipulation personenbezogener Daten
Cyber-Angriffe und Schwachstellen in der Infrastruktur: z.B. Cyber-Angriffe auf kritische Infrastrukturen wie Stromnetze, Transportsysteme oder Wasseraufbereitungsanlagen
Gesundheits- und Sicherheitsrisiken: z. B. falsche Diagnosen, Manipulation von Patientendaten oder Sabotage lebensrettender Geräte
Physische Sicherheit: z. B. unbefugter Zugriff auf die Systeme vernetzter Autos

Sicherheitsrisiken vorbeugen, um Chancen zu nutzen

Auf Basis unserer Erfahrungen empfehlen wir Kundinnen und Kunden folgende Vorgehensweisen und Strategien, um kritische Cyber-Angriffe und -Bedrohungen zu verhindern.

Security by Design: Implementierung von Sicherheitsmaßnahmen in der Entwurfsphase von IoT- und OT-Systemen, einschließlich Verschlüsselung, Authentifizierung und regelmäßiger Updates.
Segmentierung und Zugriffskontrolle: Eine sinnvolle Netzwerksegmentierung und strenge Zugriffskontrolle begrenzen die Gefährdung und verhindern die Ausbreitung von Cyber-Bedrohungen innerhalb miteinander verbundener Systeme.
Kontinuierliche Überwachung und Reaktion: Einsatz von Echtzeit-Überwachungstools und Reaktionsplänen für Vorfälle, um Cyber-Bedrohungen umgehend zu erkennen und abzuwehren.
Datenschutz und Privatsphäre: Implementierung von Sicherheitsprotokollen, um Daten sowohl während der Übertragung als auch bei der Speicherung vor unbefugtem Zugriff oder Manipulationen zu schützen.
Schwachstellenmanagement und Patching: IoT-Geräte verfügen häufig über begrenzte Rechenressourcen, was Sicherheitspatches und -updates erschweren kann. Gerade deswegen kann eine kontinuierliche Überwachung auf Schwachstellen von entscheidender Bedeutung sein, um potenzielle Sicherheitslücken zu schließen, die Cyber-Kriminelle ausnutzen könnten. Regelmäßige Updates und Wartungsroutinen tragen dazu bei, die Sicherheitslage von IoT-Geräten und -Netzwerken zu stärken.

IoT-Technologie mit Sicherheit nutzen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Internet der Dinge eine transformative Kraft in der Technologielandschaft darstellt und eine Zukunft verspricht, in der vernetzte Geräte verschiedene Aspekte des täglichen Lebens, der Industrie, des Gesundheitswesens, des Transportwesens und darüber hinaus revolutionieren. Allerdings müssen die Herausforderungen in den Bereichen Sicherheit, Datenschutz und Interoperabilität sorgfältig berücksichtigt werden, um dieses Potenzial voll auszuschöpfen.
Die Konvergenz von IoT-Geräten und -Netzwerken bietet enorme Möglichkeiten für Innovation und Effizienz. Unternehmen und unsere Gesellschaft können stark vom Einsatz der IoT-Technologie profitieren, wenn sie das Potential einer enger vernetzten Welt erkennen und nutzen, ihre eigene IoT-Landschaft dabei sicher gedeihen lassen und sich vor möglichen Cyber-Bedrohungen schützen. Für eine sichere digitale Zukunft.

Die fünf wichtigsten Kategorien von IoT-Geräten im Überblick

Smart-Home-Geräte: Diese Kategorie umfasst Geräte, die den Komfort und die Effizienz in Haushalten steigern sollen. Smart-Home-Geräte reichen von intelligenten Thermostaten, Beleuchtungssystemen, Schlössern und Heimsicherheitskameras bis hin zu sprachgesteuerten Assistenten wie Amazon Echo oder Google Home. Mit diesen Geräten können Benutzerinnen und Benutzer verschiedene Aspekte ihres Zuhauses aus der Ferne steuern und automatisieren und so den Komfort, die Sicherheit und die Energieeffizienz verbessern.

Tragbare Geräte: Tragbare Technologien haben an Bedeutung gewonnen und umfassen Geräte wie Smartwatches, Fitness-Tracker, Gesundheitsmonitore und intelligente Kleidung. Diese Geräte sammeln Daten über den Gesundheitszustand, das Fitnessniveau, die Aktivitätsmuster und die Vitalfunktionen der Benutzerinnen und Benutzer. Wearables bieten Einblicke in persönliche Gesundheitskennzahlen, fördern Fitnessziele und erleichtern die Fernüberwachung des Gesundheitszustands.

Industrie- und Fertigungssensoren: IoT-Geräte spielen eine wichtige Rolle in industriellen Umgebungen einschließlich Fertigung, Logistik und Lieferkettenmanagement. Sensoren und angeschlossene Geräte in Fabriken, Lagern und Produktionslinien sammeln Daten, um Prozesse zu optimieren, den Gerätezustand zu überwachen, vorausschauende Wartung zu ermöglichen und die Gesamtbetriebseffizienz zu verbessern.

Vernetzte Fahrzeuge: Die Automobilindustrie hat einen Anstieg der IoT-Integration erlebt, wobei Fahrzeuge mit Sensoren, GPS-Systemen und Konnektivitätsfunktionen ausgestattet sind. Diese vernetzten Autos sammeln und übertragen Daten für Navigation, Sicherheitsfunktionen, Fahrzeugdiagnose und Unterhaltungssysteme. IoT im Transportwesen erstreckt sich auch auf das Flottenmanagement und ermöglicht die Verfolgung und Optimierung der Fahrzeugleistung in Echtzeit.

Gesundheitsgeräte: IoT-Geräte im Gesundheitswesen umfassen eine breite Palette medizinischer Geräte und Systeme, wie z. B. Tools zur Fernüberwachung von Patientinnen und Patienten, intelligente medizinische Implantate, Medikamente-Management-Systeme und Telemedizin-Lösungen. Diese Geräte erleichtern die Gesundheitsüberwachung aus der Ferne, verbessern die Patientenergebnisse und ermöglichen es medizinischem Fachpersonal, eine individuellere und effizientere Pflege zu leisten.

IoT vs. OT

Das Internet der Dinge (Internet of Things - IoT) und die Betriebstechnologie (Operational Technology - OT) sind zwei miteinander verbundene Bereiche, die insbesondere im Bereich der industriellen Automatisierungs- und Steuerungssysteme zusammenkommen und verschiedene Branchen revolutionieren.

IoT konzentriert sich in erster Linie auf die Verbindung alltäglicher Geräte und Objekte mit dem Internet und ermöglicht die Datenerfassung, Analyse und Interaktion zwischen ihnen. Es umfasst eine breite Palette von Geräten, von Smart-Home-Geräten bis hin zu tragbaren Gadgets und Sensoren, die in verschiedene Objekte integriert sind, und erleichtert den Datenaustausch sowie die Verbesserung von Komfort und Effizienz im Alltag.

Andererseits bezieht sich Operational Technology (OT) auf die spezialisierten Technologien und Systeme, die in industriellen Umgebungen zur Überwachung, Steuerung und Verwaltung physischer Prozesse eingesetzt werden. Zu diesen Systemen gehören unter anderem Überwachungssteuerung und Datenerfassung (SCADA), industrielle Steuerungssysteme (Industrial Control Systems - ICS) und speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). OT ist in Sektoren wie Fertigung, Energie, Transport und Versorgung von grundlegender Bedeutung, in denen Präzision, Zuverlässigkeit und Echtzeitsteuerung von entscheidender Bedeutung sind.

Die Konvergenz von IoT und OT verändert industrielle Abläufe, indem sie die Lücke zwischen traditioneller Betriebstechnologie und der mit dem Internet verbundenen Welt schließt. IoT-fähige Sensoren und Geräte werden in OT-Systeme integriert und ermöglichen eine verbesserte Datenerfassung, -analyse und Automatisierung im Allgemeinen. Diese Integration ermöglicht es, Branchen, Prozesse zu optimieren, die Effizienz zu verbessern und vorausschauende Wartung zu ermöglichen, indem Echtzeitdaten von miteinander verbundenen Geräten genutzt werden, was letztendlich zu agileren und reaktionsschnelleren industriellen Abläufen führt.