Vertrauenswürdige Daten als Schlüssel zur Einführung automatisierter Fahrzeuge
Die anhaltenden Bedenken in Bezug auf Fahrzeugsicherheit und -schutz stellen für den Fortschritt des automatisierten Fahrens in der EU eine Herausforderung dar. Um diese Befürchtungen zu zerstreuen, ist es von entscheidender Bedeutung, die Vertrauenswürdigkeit der von Fahrtechnologien erzeugten und ausgetauschten Daten zu gewährleisten, und zwar sowohl derjenigen, die sich an Bord der Fahrzeuge befinden, als auch derjenigen, die in die straßenseitige Infrastruktur eingebettet sind. „Daten können durch mechanische Defekte, Funktionsbeeinträchtigungen bei Geräten oder Computerausfälle beschädigt werden, und es besteht auch immer das Risiko vorsätzlicher Cyber- oder physischer Angriffe, die auf Sicherheitsgefährdung abzielen“, sagt Projektkoordinatorin Lisa Burgstaller-Hochenwarter vom österreichischen Forschungsunternehmen Technikon. Das Team von CONNECT arbeitet daran, das EU-Vorhaben der vernetzten, kooperativen und automatisierten Mobilität (CCAM) zu unterstützen, wobei ein Datenmodell entwickelt wird, das alle Vertrauensbeziehungen im Kommunikationssystem erfasst und dann bewertet, ob die Daten ausreichend zuverlässig sind, um verarbeitet zu werden. Die Projektarbeit stützt sich auf das Fachwissen von sechzehn Partnern aus acht Ländern, die neben Forschungsinstituten und KMU auch die Automobilindustrie und damit verbundene Dienstleistungsunternehmen vertreten. „Wir bauen ein System für den cybersicheren Datenaustausch zwischen Datenquellen im gesamten CCAM-Ökosystem auf und schließen damit die Lücken, in denen bisher keine oder nur unzureichende Vertrauensbeziehungen nachgewiesen werden konnten“, erklärt der technische Leiter Thanassis Giannetsos vom griechischen Forschungsunternehmen Ubitech.
Vertraue niemals, überprüfe alles
Getreu dem Prinzip „Vertraue niemals, überprüfe alles“ ermittelt der CONNECT-Algorithmus die Herkunft und Integrität von Daten und überprüft diese ständig auf Plausibilität und Konsistenz. Die Dinge, welche die Daten erzeugen, übertragen und nutzen, wie etwa Sensoren und Software, werden ebenfalls auf ihre Vertrauenswürdigkeit hin überprüft. „Mit unserem Ansatz werden diese Beweise kombiniert, um ein Urteil in Form einer einzigen Aussage über die Vertrauenswürdigkeit eines Knotens oder von Daten zu treffen und die Systembetreiber auf mögliche Schwachstellen hinzuweisen“, erklärt Frank Kargl, wissenschaftlicher Leiter des Projekts und Professor an der Universität Ulm in Deutschland, einer Partnereinrichtung des Projekts. Angesichts der Menge an Daten, die zukünftige automatisierte und vernetzte Fahrzeuge speichern werden, von denen einige sensibel sind, erforscht das CONNECT-Team die Anwendung von sicheren Datenverarbeitungsbereichen, die als vertrauenswürdige Ausführungsumgebungen (Trusted Execution Environment) bezeichnet werden. Diese enthalten einen geschützten Bereich in der Zentraleinheit eines Computers, der Daten und Programme vor Angriffen schützt, indem der Zugriff auf sie selbst dann blockiert wird, wenn der Rest des Computers gefährdet ist. Zudem bietet die Kombination der Fahrzeugsysteme mit Cloud-basierten Informationen über die großräumigere Umgebung ein umfassendes situationsbezogenes Wissen, mit dem das automatisierte Fahren durch gemeinsame Wahrnehmung, Streckenführungsplanung, lokale Echtzeitaktualisierungen und koordiniertes Fahren verbessert wird. „Als Alternative zu den meisten heute verfügbaren Technologien umfasst unser Cybersicherheitssystem Infrastruktur, Hard- und Software, eingebaute Einheiten, die alle durch Cloud- und Edge-Computing ergänzt werden. Zusammengenommen wird hier eine neuartige Vertrauensarchitektur für den sicheren Einsatz und Betrieb sicherheitskritischer CCAM-Funktionen angeboten“, fügt Giannetsos hinzu.
Netzverkehr
Die Vision von CONNECT, ein Kommunikationssystem zu erschaffen, das die Mobilität und Sicherheit von Verkehrsnetzen erhöht, wurde anhand von drei Anwendungsfällen demonstriert. Beim ersten handelt es sich um „Assistenz bei Fortbewegung an Kreuzungen“ (intersection movement assist), ein komplexes kooperatives Fahrszenario, bei dem effektive Kommunikation von entscheidender Bedeutung ist. Die Arbeiten wurden von IRT SystemX geleitet. Der Anwendungsfall „kooperative adaptive Geschwindigkeitsregelung“ (cooperative adaptive cruise control), der von Denso Automotive Deutschland verantwortet wird, modelliert das komplexe Netzwerk im Fahrzeug und verdeutlicht den Bedarf an vertrauenswürdiger Datenextraktion und -verwaltung. Das vom Fiat-Forschungszentrum Stellantis und der Technischen Universität Turin unterstützte Szenario „Erkennung von langsam fließendem Verkehr“ (slow-moving traffic detection) veranschaulicht anhand eines in der realen Welt angesiedelten Demonstrators, wie mehrere vertrauenswürdige Datenquellen repräsentative Mobilitätskarten erstellen können. „Als eines der ersten Vorhaben, das die Integration erschwinglicher, fortgeschrittener und vertrauenswürdiger Technologien in automatisierte Fahrzeuge demonstriert, konzentriert man sich bei CONNECT darauf, die Vorteile gegenüber vorhandenen Werkzeugen vorzuführen“, schließt Giannetsos.
Schlüsselbegriffe
CONNECT, vernetzte, kooperative und automatisierte Mobilität, automatisierte, Fahrzeuge, Vertrauen, Daten, Transport, Cybersicherheit, Algorithmus, Straßenrand, Sicherheit, Automobil, Verkehr, Edge Computing
