Science
05.01.2015

Vernetzte Autos vor Manipulation schützen

Vernetzte Autos sind 2015 am Vormarsch. Ein Forscher der TU Wien entwickelt eine Lösung, mit der unberechtigte Manipulationen an der Fahrzeugsoftware erkannt werden können.

2015 werden sich vernetzte Autos am Markt durchsetzen. Die notwendigen M2M-Netzwerke stehen schon bereit und durch den eCall wurde in der EU das Tor für mehr Vernetzung geöffnet. „Marktstudien zeigen, dass die Kunden mehr solche Anwendungen erwarten und Kaufentscheidungen danach richten werden“, erklärt Armin Wasicek, Sicherheitsforscher der TU Wien, der derzeit an der Universität von Kalifornien in Berkeley ein System entwickelt, mit dem man die Manipulation von vernetzten Autos feststellen kann.

Die Forschung ist sehr zeitgemäß, da im Automobilbereich durch die Vernetzung ein Technologiesprung bevorsteht. „Security wird auf jeden Fall ein Bestandteil der Marktreife eines vernetzten Autos sein. Die Autohersteller und Zulieferer beschäftigen sich immer intensiver mit dem Thema“, erzählt Wasicek im Gespräch mit der futurezone.

"Alles wird gehackt"

Wasicek beschäftigt sich mit seiner Forschung mit „Cyber-Physical Systems“, also mit Systemen, die physikalische und chemische Prozesse (z.B. einen Motor) mit vernetzten Computersystemen (meist über Sensoren und Aktuatoren) verbinden. Im speziellen widmet er sich dem Schutz vor Manipulation an der Motorsteuerung eines Autos. „Alles, was gehackt werden kann, wird gehackt“, ist der Forscher überzeugt. Autos würden da insbesondere einen großen Reiz darstellen, weil dabei „viel herumprobiert“ werde, so der Forscher.

„Viele Leute gehen dann doch lieber zur billigeren, alternativen Werkstätte, oder kaufen nicht originale Ersatzteile“, erklärt Wasicek. Bei vernetzten Autos kann dies aber durchaus zur Gefahr werden, wenn Autowerkstätten etwa Ersatzteile einbauen, die für das Auto nicht geeignet sind und nicht der Fahrzeugspezifikation entsprechen. Mit dem von Wasicek entwickeltem System können Autobesitzer künftig feststellen, ob die Werkstatt wirklich ein passendes neues Steuergerät eingebaut hat oder, falls jemand am Auto „herumgepfuscht“ hat, der Garantieanspruch noch bestehen bleibt.

Abweichung vom Normalzustand

Das System von Wasicek funktioniert dabei folgendermaßen: Durch die Verarbeitung von Motor-spezifischen Parametern wie Geschwindigkeit, Drehzahl und Torque lernt das System das normale Verhalten eines Motors kennen. Wenn nun ein Manipulation durchgeführt wird, kann das System eine Abweichung durch den Vergleich mit dem momentanen Zustand feststellen.

„Ein Beispiel wäre: Bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h ist eine Drehzahl von 2000-2200 Umdrehungen normal. Wenn nun plötzlich 2300 Umdrehungen gemessen werden ist das in Indiz dafür, dass etwas nicht stimmen könnte. Da ein einzelnes Indiz noch keine Aussagekraft hat, führt das System mehrere solche Indizien zusammen und gibt dann eventuell Alarm“, erklärt Wasicek. Dazu werden Algorithmen aus dem Gebiet der „Anomaly Detection“ verwendet, die bereits in anderen Bereichen sehr erfolgreich eingesetzt werden, um Fehler zu erkennen.

Proof-of-Concept folgt

„Die Innovation ist hierbei, dass ich die Parameter des physikalischen Systems betrachte und nicht nur die Parameter der Computersysteme“, sagt Wasicek, der seine Forschungsarbeit im April in einem Vortrag auf dem SAE World Congress vorstellen möchte. „Bis zum Sommer hoffe ich eine Proof-of-Concept-Implementierung mit einem Auto zu haben“, sagt der Forscher der TU Wien.

Das Verfahren, das von Wasicek entwickelt wird, ist, wenn es fertig ist, allgemein anwendbar. „Das vernetzte Auto bietet großartige Möglichkeiten, um an die Daten zu kommen und diese dann im Rahmen einer Cloud-Computing Anwendung zu analysieren.“ Fahrzeughersteller haben nämlich auch ein großes Interesse daran, Daten verschiedener Fahrzeuge zu erheben und in großen Rechenzentren zu vergleichen.