Informationssysteme haben in den vergangenen Automobilgenerationen die häufigsten Innovationszyklen erlebt. Zusätzliche Komfortmerkmale sowie umfangreiche Verkehrs- und Navigationsunterstützung helfen dem Fahrer, schwierige Verkehrssituationen zu beherrschen und tragen zum reduzierten Kraftstoffverbrauch bei. Zu den Ausstattungsmerkmalen von Luxusfahrzeugen gehören Fahrerassistenzsysteme, die frühzeitig auf Gefahren hinweisen oder in das Fahrverhalten eingreifen. Es ist eine Frage der Zeit, bis diese Assistenten auch in den preisgünstigeren Fahrzeugen angeboten wurden. Sowohl in öffentlich geförderten Forschungsprojekten als auch bei den Automobilherstellern und ihren Zulieferern wird bereits an der nächsten Generation von Assistenzsystemen gearbeitet. Die Einbindung von Kommunikationstechnologien zwischen Fahrzeug und Infrastruktur könnte zukünftig sogar zum vollständig autonom agierenden Landfahrzeug führen. Der steigenden Komplexität der Datenverarbeitung im Automobil begegnen die Automobilhersteller mit der Implementierung geeigneter Datenübertragungsverfahren. Die Gesetzgeber reagierten bereits, indem sie Richtlinien zur regelmäßigen Überprüfung der Funktionsfähigkeit elektronischer Systeme entwarfen und in den Umfang behördlicher Überprüfungen einführten. Internationale Gremien spezifizieren weitere Anforderungen an die funktionale Sicherheit (Safety), an die Fahrzeugdiagnose und an die Einhaltung von Abgasvorschriften. Bisher weniger beachtet wurden mögliche Auswirkungen, die durch unbefugte Funktions- und Datenveränderungen, Manipulationen genannt, eintreten könnten. Kilometerstandmanipulationen beispielsweise werden bei jedem dritten Gebrauchtwagen vermutet. Die beschriebene Situation führt zu neuen Herausforderungen hinsichtlich der Vertrauenswürdigkeit und Verbindlichkeit der Datenverarbeitung in Automobilen. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, den Stand der Informationssicherheit (Security) in gegenwärtigen Datenverarbeitungssystemen eines Automobils zu untersuchen und ein Informationssicherheitskonzept unter Berücksichtigung des Produktlebenszyklus eines Kraftfahrzeugs zu erarbeiten. Für die Sicherheitsanalyse werden in Anlehnung an bestehende Standards zwei angepasste Verfahren angewandt. Das Ergebnis bildet die Grundlage für die Auslegung eines Informationssicherheitskonzeptes. Die Steuergeräte im Fahrzeug werden um kryptographische Funktionen erweitert, die in die Datenverarbeitung eingebunden werden. Weiterhin wird die Nutzung der zentralen Diagnoseschnittstelle des Fahrzeugs unter Verwendung kryptographischer Verfahren erweitert. Das Konzept erfordert kryptographische Schlüssel, deren Verwaltung als Schlüsselmanagement bezeichnet und spezifiziert wird. Im nächsten Schritt folgt die Untersuchung der verschiedenen Phasen im Produktlebenszyklus des Automobils von der Herstellung über die Wartung bis zur Entsorgung. Erweiterungen in den jeweiligen Phasen, die sich durch das Schlüsselmanagement ergeben, werden formuliert. Im letzten Schritt wird untersucht, welches Restrisiko nach der Einbettung des Datensicherheitskonzeptes verbleibt. Als konkretes Beispiel wird die Manipulation des Kilometerstandes, also der Gesamtwegstreckenzählung im Fahrzeug, herangezogen.
In previous automobile generations information technologies have gone through the most frequent innovation cycles. Enhanced convenience features and extensive traffic and navigation systems support the driver and assist him to control difficult traffic situations. Other technologies such as new motor management concepts and intelligent guidance systems reduce the gasoline consumption. In today's option list for premium cars new driver assistance systems are available: such as those which warn the driver whereas others directly interact with the vehicle's brake or engine. It is only a matter of time when these assistance systems will be introduced into low price cars. The next generation of telematic based driver assistance systems is in research and development, either in international funded projects or as part of technical roadmaps of manufacturers and suppliers. The integration of communication technologies between vehicles and the infrastructure might lead to completely autonomously driving vehicles. In the past electronic failures in cars were published in several reports. The car manufacturers reacted by starting different successful quality accurance programs to improve the safety of electronic components and systems. National and European governments released new directives for checking and validating electronic in-vehicle components during the regulär car inspection. International technical standards committees specify additional requirements for car diagnostic and for checking and documenting the verifiability of the compliance with the exhaust emission directive. General and global directives against data manipulation in automobiles hardly exist. For example odometer manipulation is assumed in every third car. The motivation and aim is to analyse an existing in-vehicle communication network and to specify a data security concept with respect to the complete lifecycle process of a car. For the security analysis two different standardized methods were reviewed and used after the adaptation of parameters in a slightly modified way. The result was the basis for the security concept and is specified in the following chapter. Standard encipherment and certification algorithms were reused and combined to process steps in order to describe the whole concept. Certificates in this context are necessary to obtain the integrity and the authenticity of relevant data. An implementation of the concept has influence in some processes of a car's lifecycle. Manufacturing, inspection and scrapping were analized and necessary modifications specified. Remaining risks were rated in the final steps. The whole concept was designated to protect data against manipulation in automobiles in general. The manipulation of the odometer value was taken as an example for the security analysis and the validation of the security concept.
Informationssicherheit in Automobilen
Automotive information security
2009
147 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
Informationssicherheit in Automobilen
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