Cyber-physische Systeme (CPS) bezeichnen den Zusammenschluss und die Verbindung von softwaretechnischen mit mechanischen oder elektronischen Komponenten, die über eine Dateninfrastruktur kommunizieren. Aufgrund der Digitalisierung und Vernetzung sind Cybersicherheitsvorfälle leider keine Seltenheit mehr in CPS, wie beispielsweise Stuxnet oder WannaCry gezeigt haben. Beispiele für CPS sind unter anderem industrielle Steuerungsanlagen (ICS), aber auch in der Satellitennavigation, Airtraffic-Management, sowie in der Medizintechnik zu finden.

Technische Simulationsumgebungen können einen geschützten Raum bieten, um Cyberangriffe in CPS besser verstehen und vorbereiten zu können. In einer Simulationsumgebung können Konsequenzen von Cyberangriffen analysiert werden, neue Algorithmen zur Erkennung von Angriffen entwickelt und neue resilientere Architekturen für CPS entworfen werden. Zudem können diese Simulationsumgebungen auch für Schulungen und Vorfallsübungen herangezogen werden und zum langfristigen Aufbau von Wissen und Fähigkeiten von Personal beitragen. Die Herausforderung ist in der Umsetzung jedoch, dass viele Technologien für CPS kommerziell lizenziert werden und nur wenige quelloffene Lösungen zur Verfügung stehen. Dies und weitere Faktoren erschweren die Entwicklung von technischen Simulationsumgebungen und verhindern dadurch, dass ein gemeinsames Wissen im Aufbau und der Umsetzung von technischen Simulationsumgebungen für CPS erzeugt werden kann.

Das Projekt SHIFT zielt darauf ab sichere technische Simulationsumgebungen für CPS zu entwerfen und zu entwickeln. Es zielt dabei auf vier Hauptaspekte ab: (1) Die Konzeptionierung und Entwicklung von technischen Simulationsumgebungen für CPS wird in zwei Anwendungsgebieten, industrielle Steuerungsanlagen (ICS) und globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) in CPSLabs, einer Laborumgebung für CPS, umgesetzt. (2) Die technische Simulation von Cyberangriffen in ICS und GNSS, die ermöglicht Konsequenzen von Angriffen zu untersuchen und Algorithmen zur Erkennung zu entwickeln. (3) Förderung und Entwicklung von digitalen Kompetenzen im Bereich CPS für verschiedene Zielgruppen (z.B. Behörden, Betreiber wesentlicher Dienste (BwD)) durch z.B. Schulungen oder die Integration in Ausbildungsschienen. (4) Die Einbindung der Benutzer in die Gestaltung und Evaluierung der CPSLabs anhand von Vorfallsübungen oder Schulungen, um eine möglichst hohe Akzeptanz zu erzielen.

SHIFT unterstützt durch die CPSLabs die Technologieentwicklung und -simulation in CPS, die unter anderem Kerntechnologien für BwDs sind. Die CPSLabs unterstützen die Verbesserung von Wissen und Fähigkeiten im Bereich ICS und GNSS einzelner Mitarbeiter und tragen dadurch zur Robustheit von BwDs und anderen Organisationen in Österreich bei. Die Umsetzung von SHIFT ermöglicht eine verbesserte Vorbereitung gegen Cybervorfälle und ebnet den Weg zur Stärkung der Resilienz der BwDs und dadurch auch Österreichs bei.

• Partner: AIT Austrian Institute of Technology GmbH (Koordinator), Bundesministerium für Landesverteidigung, IGASPIN GmbH, LINZ NETZ GmbH. CERT.at, Donau-Universität für Weiterbildung Krems, Uni Wien Fakultät für Informatik, Verbund AG
• Projektlaufzeit: 04/2022-03/2024
• Förderprogramm: KIRAS Sicherheitsforschung - Ausschreibung 2020/21, 15. Sichere Simulation von Prozessen und Technologien für industrielle Steuerungsanlagen