Digitalisierung in der vitalen Infrastruktur

Wie in fast jeder Branche wird auch in der kritischen Infrastruktur stark digitalisiert. Mithilfe fortschrittlicher Lösungen wird die Effizienz immer größer, während die Sicherheit von Verwaltung, Zugriff und Nutzung gewährleistet wird.

Wie weit sind wir 2024 mit der Digitalisierung der kritischen Infrastruktur? In diesem Blog stellen wir fünf interessante Digitalisierungstrends vor.

1. Die Integration von IT und OT

Obwohl die Zusammenarbeit zwischen OT (Operational Technology) und IT (Information Technology) längst keine Neuheit mehr ist, wird sie 2024 immer fortschrittlicher. Moderne Sensoren und IoT-Geräte ermöglichen inzwischen den Echtzeitaustausch von Daten, was früher nicht immer machbar war.

Zudem werden künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen integriert, um nicht nur Probleme zu erkennen, sondern auch Vorhersagen zu treffen und autonome Entscheidungen zu fällen. Der Einsatz von Cloud-Computing ermöglicht darüber hinaus eine immer schnellere Verarbeitung und Speicherung großer Datenmengen. All dies mit fortschrittlichem Schutz durch starke Cybersicherheitsprotokolle.

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Beispiel für die Integration von OT und IT: Smart Grids

Intelligente Energienetze, auch Smart Grids genannt, veranschaulichen die fortschrittliche Zusammenarbeit zwischen OT und IT sehr gut. Ein Smart Grid nutzt ein umfangreiches Netzwerk von Sensoren (OT), die kontinuierlich aktuelle Daten über den Energieverbrauch und die Energieproduktion sammeln. Diese Sensoren überwachen verschiedene Parameter wie Stromstärke, Spannung und Frequenz sowohl bei Haushalten als auch bei Unternehmen.

Alle gesammelten Daten werden anschließend an IT-Systeme gesendet, wo Cloud-Computing und fortschrittliche Datenanalyse eingesetzt werden, um diese Informationen zu verarbeiten und zu analysieren. Hier kommt KI und maschinelles Lernen ins Spiel. Diese Technologien sagen potenzielle Probleme wie Überlastungen oder den Ausfall von Komponenten voraus und treffen datenbasierte Entscheidungen, um solche Situationen zu verhindern. Dies könnte beispielsweise bedeuten, dass das System automatisch Schaltungen vornimmt, um die Last auszugleichen und die Energieeffizienz zu optimieren.

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Digital Twins und Physical Twins  

Eine interessante Möglichkeit, die Integration von OT und IT zu stärken, ist die Nutzung sogenannter Digital Twins und Physical Twins. Ein Digital Twin ist eine virtuelle Darstellung eines physischen Systems, die kontinuierlich mit Daten des realen Systems aktualisiert wird. Dadurch ist es möglich, Simulationen und Tests durchzuführen, ohne das physische System zu stören.

Physical Twins gehen einen Schritt weiter und erstellen eine genaue Replikation physischer Systeme. Auch diese Kopien werden für Tests und Validierung verwendet, sodass Unternehmen oder Regierungen die Leistung und Zuverlässigkeit von Designs überprüfen können, bevor sie in der Praxis implementiert werden.

Bei sowohl Digital Twins als auch Physical Twins steht die Integration von OT und IT im Mittelpunkt. IT-Systeme sorgen für die Datenanalyse und Simulationen von Digital Twins, während OT-Systeme die physischen Sensoren und die Hardware bereitstellen, die für die Replikation und Tests von Physical Twins erforderlich sind.

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2. Predictive Maintenance

Wie oben bereits kurz beschrieben, wird das Erstellen von Vorhersagen − auch Predictive Maintenance genannt − immer wichtiger. Das Management kritischer Infrastrukturen steht täglich vor der Herausforderung, unerwartete Ausfälle und kostspielige Reparaturen zu verhindern. Traditionelle Wartungsmethoden, die auf festen Zeitplänen basieren, führen häufig zu Ineffizienzen und ungeplanter Ausfallzeit.

Predictive Maintenance nutzt 2024 IoT-Sensoren und KI, um Geräte kontinuierlich zu überwachen und potenzielle Ausfälle vorherzusagen. Durch das Sammeln und Analysieren von Echtzeitdaten können Organisationen frühzeitig eingreifen und Wartungsarbeiten dort durchführen, wo sie wirklich nötig sind.

Ein präventiver Ansatz erhöht nicht nur die Zuverlässigkeit der Systeme, sondern spart auch Kosten. Personal wird effizienter eingesetzt, unnötige Wartungsarbeiten entfallen und Probleme werden gelöst, bevor sie wirklich außer Kontrolle geraten und zu viel höheren Rechnungen führen. Zudem ist die Erstellung komplexer Wartungspläne nicht mehr erforderlich, da dies vollständig automatisiert wird.

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3. Erhöhte Sicherheit

So viele Vorteile die Digitalisierung auch bietet, sie bringt auch einige Herausforderungen mit sich. Die kritische Infrastruktur ist Sicherheitsrisiken wie unbefugtem Zugriff, Cyberangriffen, Datenverlust und Verletzungen der Privatsphäre ausgesetzt. Sicherheit ist daher von entscheidender Bedeutung, und glücklicherweise werden die Sicherheitsmöglichkeiten immer fortschrittlicher.

Eine bekannte Methode zur Sicherung von Systemen ist die Durchführung von Penetrationstests, auch „Pentests“ genannt. Pentests sind simulierte Cyberangriffe, die Schwachstellen in Systemen aufdecken, bevor Cyberkriminelle sie ausnutzen können. Durch die Identifizierung von Schwachstellen können Organisationen ihre Systeme stärken und Risiken minimieren, um den aktuellen Standards und Vorschriften gerecht zu werden.

Natürlich bleibt es nicht nur bei Pentests. Weitere wichtige Trends in der Sicherheit kritischer Infrastrukturen sind:

- Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA): Die Kombination mehrerer Verifizierungsmethoden beim Gewähren von Zugriff.
- Zero-Trust-Architektur: Eine Strategie, bei der kein Teil des Netzwerks als sicher betrachtet wird, sodass eine kontinuierliche Überprüfung aller Benutzer und Geräte erforderlich ist.
- Endpoint Detection and Response (EDR): Echtzeit-Erkennung und -Reaktion, die sich auf Endpunkte wie Laptops und mobile Geräte konzentriert.
- Security Information and Event Management (SIEM): Das Sammeln und Analysieren von Protokolldaten aus verschiedenen Quellen, um Sicherheitsvorfälle in Echtzeit zu identifizieren und darauf zu reagieren.
- Verschlüsselung: Das Unlesbar-Machen von Daten für Unbefugte.
- Security Awareness-Trainings: Zur Vermeidung menschlicher Fehler und Unterstützung der Mitarbeiter beim Erkennen von Sicherheitsrisiken.
- Biometrische Verifizierung: Die Verwendung einzigartiger biologischer Merkmale wie Fingerabdrücke oder Gesichtserkennung zur Gewährung von Zugriff.

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4. Kontaktloses Standortmanagement und mobile Registrierung

Ein wichtiger Bestandteil der digitalen Infrastruktur ist das Standortmanagement. Denken Sie dabei an Kraftwerke, Wasseraufbereitungsanlagen, Rechenzentren, Stromkästen und Windkraftanlagen. Der Zugang zu diesen Standorten kann eine Herausforderung darstellen, insbesondere an abgelegenen Orten, wo Schlüssel übergeben und kontrolliert werden müssen. Wie bringt man den Schlüssel vom Büro zu einem Stromkasten im Nirgendwo?

Der Aufstieg kontaktloser und mobiler Registrierungssysteme bietet eine effiziente und sichere Möglichkeit, diesen Zugang zu regeln. Intelligente Technologien wie Near Field Communication (NFC) und Radio-Frequency Identification (RFID) sorgen dafür, dass Mitarbeiter sicher Zugang erhalten können, ohne zuerst das Büro für eine Schlüsselübergabe aufsuchen zu müssen.

Weitere Vorteile? Mobiler Zugriff sorgt für verbesserte Sicherheit, indem beispielsweise fortschrittliche Verschlüsselung und/oder biometrische Verifizierung angewendet werden. Darüber hinaus öffnen Technologien wie die NFC-Technologie von iLOQ Schlösser ohne Batterien. Das ist nicht nur sicher, sondern auch nachhaltig und sehr benutzerfreundlich.

5. Digitalisierung der Dokumentation

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Die Schlüsselübergabe ist nicht die einzige Herausforderung im Bereich der Zugangskontrolle. Für den Zugang zu Schlössern und Standorten in der kritischen Infrastruktur ist auch Dokumentation erforderlich. Denken Sie an Identifikationsnachweise, ein polizeiliches Führungszeugnis und spezifische Zertifizierungen oder Sicherheitsausbildungen. Besonders bei temporären Mitarbeitern und Zeitarbeitskräften handelt es sich um eine Menge Papierkram für manchmal nur kurze Aufträge.

Durch die Digitalisierung des Dokumentenmanagements können Mitarbeiter und Zeitarbeitskräfte ihre Daten selbst über eine sichere Online-Plattform hochladen und verwalten. Dies verringert den Verwaltungsaufwand und beschleunigt den Prozess der Zugangserteilung. Zudem sorgt es für eine bessere Sicherheit, da Daten durch fortschrittliche Zugriffskontrollmechanismen geschützt werden können. Cloud-Speicher und digitale Archive ermöglichen eine zentrale Verwaltung und einfache Weitergabe von Dokumenten an relevante Parteien. Kommt ein Zeitarbeiter später noch einmal zurück? Dann ist ein erneutes Hochladen der Daten nicht erforderlich.

Die Zukunft der kritischen Infrastruktur

Wo steht die deutsche kritische Infrastruktur im Jahr 2050 und darüber hinaus? Auch wenn niemand in die Zukunft schauen kann, haben wir einige Erwartungen. Bis 2050 wird die Integration fortschrittlicher Technologien wie autonomer Systeme und Quantencomputing die Norm sein. Predictive Maintenance wird weiter verfeinert sein, mit KI, die in der Lage ist, komplexe Probleme vorherzusagen und zu beheben, noch bevor sie auftreten.

Die Zugangssysteme werden biometrische Daten und Blockchain-Technologie für optimale Sicherheit und Effizienz nutzen. Darüber hinaus wird das digitale Dokumentenmanagement vollständig in Smart Contracts integriert sein, was die Einhaltung von Vorschriften und die Sicherheit verstärken wird.

EasySecure: Vorreiter in der Digitalisierung
EasySecure ist Vorreiter im Bereich der Digitalisierung in der kritischen Infrastruktur, mit einem Fokus sowohl auf digitale Zugangskontrolle als auch auf digitales Dokumentenmanagement und Sicherheit:

- Digitale Zugangskontrolle: Mit der Nutzung fortschrittlicher Technologien wie NFC und RFID bietet EasySecure Lösungen, die einen schnellen und sicheren Zugang zu Gebäuden und Standorten ermöglichen. Mitarbeiter können mobile Geräte oder RFID-Karten verwenden, was die Verwaltung von Zugriffsrechten einfacher und effizienter macht. Dies verringert die Notwendigkeit physischer Schlüssel und Zugangskarten, was Kosten spart und die Sicherheit erhöht. Wir nutzen dabei die neuesten Innovationen wie die NFC-Technologie von iLOQ.

- Digitales Dokumentenmanagement und Sicherheit: Neben der Zugangskontrolle bietet EasySecure auch Lösungen für das digitale Dokumentenmanagement. Dies ermöglicht es, Dokumente sicher über eine zentrale Plattform zu speichern, zu verwalten und zu teilen. Durch den Einsatz von Verschlüsselung und fortschrittlichen Zugriffskontrollmechanismen werden sensible Daten vor unbefugtem Zugriff geschützt. Das digitale Management reduziert den Verwaltungsaufwand, erhöht die Effizienz und trägt zu einer nachhaltigen Arbeitsumgebung bei, indem der Papierverbrauch reduziert wird.

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