Projekt HAIP: Hybrid AI Intrusion Prevention for Industrial Control Systems

Herausforderung

Im Zuge der Digitalisierung von Produktionssystemen werden Automatisierungssysteme zunehmend sowohl untereinander, als auch mit Leitebenen und Unternehmensnetzwerken sowie dem Internet vernetzt. Diese komplexen Systemlandschaften ergeben neue Gefahren für Automatisierungssysteme hinsichtlich der IT-Sicherheit, die man sonst bereits aus dem klassischen IT-Bereich kennt. Problematisch dabei ist, dass bestehende industrielle Kommunikationsprotokolle und Automatisierungssysteme häufig ohne ausreichende Schutzmaßnahmen wie Authentifizierung, Autorisierung oder Verschlüsselung entwickelt wurden. Zudem ist die Nachrüstung einer bestehenden Anlage aufwendig und teuer. Ein potentieller Angreifer mit Zugang zum Netzwerk eines Automatisierungssystems kann verschiedene Angriffe ausführen und massive Schäden verursachen. 

Lösungsansatz

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erforschung und Entwicklung einer selbstlernenden Sicherheitslösung zum Schutz von Industrial Control Systems. Diese setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen:

• Lernen des Normalverhaltens von technischen Anlagen aus den Prozessdaten zur Erkennung von Anomalien
• Mustererkennungsalgorithmus zum Detektieren von Angriffsmustern in den Kommunikationsdaten
• Fusionsmodell, das die Ergebnisse der zuvor genannten Algorithmen intelligent zusammenführt
• Erklärung der KI-Entscheidung 
• Aufbereitung der Ergebnisse für den Anlagenbetreiber samt Handlungsempfehlungen
• Automatisierte Verteidigungsmaßnahmen, die in Echtzeit zum Schutz des ICS greifen
• Cloud-Computing-Aspekte zur Nutzung von Synergieeffekten 

Steckbrief

Rhebo GmbH ist ein im Jahre 2014 neugegründetes technologieorientiertes Unternehmen, das sich auf die Ausfallsicherheit von Industrial Control Systems mittels Überwachung der Steuerkommunikation spezialisiert hat. Es schützt mit seinen Lösungen vernetzte industrielle Steuerungssysteme in kritischen Infrastrukturen und im Industrial Internet of Things (IIoT). 

Nexocraft ist Anbieter für Predictive Control Applikationen. Mittels künstlicher Intelligenz wird die Performance technischer Assets gesteigert und neue, innovative Geschäftsmodelle ermöglicht. Recogizer betreibt ausgereifte, vollautomatisierte Modelle zur optimierten Steuerung von Maschinen, Anlagen und Industrieprozessen. Dazu werden maschinelle Lernverfahren eingesetzt und das jeweilige Domänenwissen integriert. 

Die Arbeitsgruppe Maschinelles Lernen geleitet durch Prof. Hammer ist bekannt für ihre Expertise insbesondere bezogen auf interpretierbares Maschinelles Lernen, unüberwachte Datenanalyse und -visualisierung, Lernen aus wenigen Daten und Datenströmen, Lernen auf Datenstrukturen mit rekurrenten und rekursiven Modellen, und computationaler Lerntheorie.

Stimmen zum Projekt:

Die Zusammenarbeit mit den Forschungseinrichtungen gibt uns die Chance, schnell und direkt wissenschaftliche Erkenntnisse mit zu entwickeln, aufzunehmen und in unsere Lösungen einzubauen.  

Frank Stummer
Business Development
Rhebo GmbH

Unser gemeinsames Forschungsprojekt ist sehr anspruchsvoll. Ich freue mich auf den Austausch mit der Wissenschaft und ich erwarte mir viele neue technologischen Erkenntnisse für unsere Lösungen.

Martin Menscher
CTO
Rhebo GmbH

Die zukünftigen Nutzer von den im Projekt erforschten Sicherheitslösungen werden stark profitieren. Aufgrund der zunehmenden Vernetzung von Herstell- und Logistikprozessen wird die Produktionswelt immer komplexer und intelligente, aber auch leichter nutzbare Sicherheitstechnologien werden immer wichtiger.

Gerald Müller
‎VP of Finance
Rhebo GmbH

Wir als Nexocraft GmbH erwarten von dem Projekt die Entwicklung eines Prototypen für eine Cybersecurity-Lösung basierend auf dem Cutting Edge AI Verfahren. Diese Technologie soll anschließend als Cybersecurity-Komponente in unsere AIoT Engine graphicx.io integriert werden. Perspektivisch möchten wir diese Sicherheitskomponente auch für die Marketplaces Microsoft Azure und Siemens MindSphere anbieten. Die IT-Sicherheit gerade in Bezug auf Industrie 4.0-Anwendungen hat für uns einen hohen Stellenwert.

Christoph Voigt 
IoT & AI Solution Manager
Nexocraft GmbH