Cybersicherheit: neues Qualitätsmerkmal im Maschinenbau

Maschinenbauer unterliegen bereits strengen Anforderungen in Bezug auf Sicherheit, Leistung und Zertifizierung, etwa durch die Maschinenverordnung (EU 2023/1230) und funktionale Sicherheitsstandards. Jede Maßnahme für Cybersicherheit muss mit diesen Anforderungen in Einklang stehen, ohne neue Risiken zu schaffen oder bestehende Zertifizierungen zu gefährden. Sie kann also nicht isoliert umgesetzt werden, sondern muss in bereits validierte Systeme und Prozesse integriert werden.

Cybersicherheit und Compliance sind zwar eng miteinander verbunden, unterscheiden sich aber in wesentlichen Punkten: Während Compliance erwartete Ergebnisse und Verpflichtungen definiert, konzentriert sich Cybersicherheit auf die praktischen Maßnahmen, mit denen diese Ergebnisse erreicht und aufrechterhalten werden. Um die regulatorischen Anforderungen zu erfüllen, benötigen Maschinenbauer deshalb nicht nur ein Verständnis der Vorschriften, sondern müssen auch Systeme entwickeln, die unter betrieblichen Einschränkungen dauerhaft sicher und zuverlässig bleiben.

Regulatorische Unsicherheit bringt Herausforderungen

Eine der ersten Herausforderungen liegt im Missverhältnis zwischen regulatorischer Entwicklung und industriellen Zeitplänen: Der CRA wird derzeit noch konkretisiert, während Entwicklungs- und Validierungszyklen von Maschinen oft mehrere Jahre dauern. Hersteller müssen also langfristige Designentscheidungen auf Basis sich verändernder Anforderungen treffen. Das erhöht zwar das Risiko kostspieliger Neuentwicklungen, doch auf vollständige Klarheit zu warten, ist keine Option.

Dabei übernehmen Maschinenbauer Aufgaben, die bisher nicht in ihrem Verantwortungsbereich lagen: Risikoanalysen, Schwachstellenmanagement und ein sicheres Systemdesign. Rahmenwerke wie IEC 62443 bieten hierfür Orientierung, doch ihre Übertragung in konkrete Engineering-Entscheidungen erfordert ein Umdenken. In der Mechanik und Automatisierung müssen Cybersicherheitsaspekte integriert werden, ohne Zuverlässigkeit und Betriebskontinuität dadurch zu beeinträchtigen.

„Kryptoagilität entscheidet künftig über die Sicherheit von Betrieb und Versorgung“

Das BSI warnt: Quantencomputer werden die heute üblichen Verfahren der Public-Key-Kryptografie perspektivisch angreifbar machen. Thomas Klir von PwC Deutschland erklärt im Interview, wie Anlagenbetreiber ihre Kryptografie in OT/IT erfassen, Risiken priorisieren und daraus eine Post-Quanten-Roadmap ableiten sollten.

Kathrin Veigel

Eine noch grundlegendere Herausforderung entsteht, weil industrielle Systeme für den jahrzehntelangen Betrieb ausgelegt sind, während eingebettete Komponenten oft deutlich früher ihr Lebenszyklusende erreichen. Der CRA verlangt, dass Maschinenbauer sich langfristig um Schwachstellen kümmern. Ein hohes Sicherheitsniveau aufrechtzuerhalten, bleibt daher essenziell. Das Einspielen von Patches ist hierfür eine zentrale Methode. Dies kann jedoch durch die Obsoleszenz von Komponenten, Abhängigkeiten bei der Zertifizierung und Anforderungen an die Verfügbarkeit eingeschränkt sein. Deshalb muss Cybersicherheit über Patches hinausgehen und sich auf architektonische Maßnahmen stützen, die langfristige Resilienz gewährleisten.

Das bedeutet: Sicherheit in industriellen Umgebungen entsteht nicht durch eine einzelne Lösung, sondern durch mehrere sich ergänzende Schutzebenen. Segmentierung und kontrollierte Kommunikationsflüsse schaffen klare Grenzen zwischen Systemkomponenten, während Authentifizierungs- und Zugriffskontrollmechanismen sicherstellen, dass nur autorisierte Interaktionen möglich sind. Überwachungs- und Inspektionsfunktionen stellen Transparenz her und helfen, bösartiges Verhalten zu erkennen oder zu blockieren. Techniken zur Adressisolation, wie Network Address Translation (NAT), können die Angriffsfläche weiter reduzieren. Einzeln sind diese Maßnahmen nicht ausreichend, doch gemeinsam ermöglichen sie es, Risiken über den gesamten Lebenszyklus hinweg auf einem akzeptablen Niveau zu halten.

Die folgenden Beispiele zeigen, wie sich diese Prinzipien in konkrete Engineering-Entscheidungen übersetzen lassen.

Fall 1: Komponentenobsoleszenz und eingeschränkte Patchfähigkeit

Ein Maschinenbauer entwickelt ein System mit langer Lebensdauer. Während alle Komponenten zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme unterstützt werden, ist zu erwarten, dass einige im Laufe der Zeit das Ende ihres Lebenszyklus erreichen und Schwachstellen nicht mehr gepatcht werden können.

• Einschränkung: Unsicherheit bezüglich der Komponentenobsoleszenz und Patchverfügbarkeit über die Lebensdauer der Maschine hinweg.
• Maßnahme: Integration architektonischer Kontrollmechanismen bereits in der Designphase, einschließlich Inline-Verkehrsprüfung, strenger Kommunikations-Whitelists und eingeschränkter Zugriffspfade.
• Ergebnis: Können Komponenten nicht mehr gepatcht werden, ist die Angriffsfläche bereits durch das Design begrenzt. So werden Risiken durch kompensierende Maßnahmen reduziert und ein kontrolliertes und dokumentiertes, CRA-konformes Risikomanagement ermöglicht.

Fall 2: Umsetzung von CRA und NIS2 in technische Ergebnisse 

Ein Maschinenbauer bereitet eine neue Produktlinie für regulierte Umgebungen vor.

• Einschränkung: Unklarheit darüber, welche Artefakte vom Auditor verlangt werden.
• Maßnahme: Anwendung von IEC 62443-2-1 als strukturierendes Rahmenwerk, kombiniert mit organisatorischen Praktiken (Risikoanalyse, Governance, Schwachstellenmanagement) sowie komponenten- und systembezogenen Maßnahmen wie Härtung und Patchmanagement.
• Ergebnis: Für das Audit liegen konkrete Ergebnisse vor, darunter Risikoanalysen, Sicherheitsanforderungen, Patchprozesse, Prozesse zum Umgang mit Sicherheitslücken sowie eine Dokumentation zum Nachweis der Compliance.

Fall 3: Von den IEC-62443-Anforderungen zu architektonischen Entscheidungen 

Ein Maschinenbauer entwickelt ein vernetztes System, das Fernzugriff und die Integration in ein Anlagennetzwerk erfordert.

• Einschränkung: Mehrere Bedrohungsszenarien müssen berücksichtigt werden, ohne Verfügbarkeit und Betriebsanforderungen zu beeinträchtigen.
• Maßnahme: Definition von Sicherheitszonen und Kommunikationskanälen gemäß IEC 62443. Dabei dient ein angestrebtes Sicherheitsniveau (SL-T) als Leitlinie für die Auswahl der Kontrollmaßnahmen, darunter Segmentierung zwischen Steuerungs-, Sicherheits- und externen Schnittstellen, Kommunikations-Whitelists zwischen Zonen, rollenbasierte Zugriffskontrolle für den Fernzugriff sowie die Protokollierung sicherheitsrelevanter Ereignisse.
• Ergebnis: Eine strukturierte Architektur, in der Kommunikationspfade kontrolliert, der Zugriff auf autorisierte Nutzer und Datenflüsse beschränkt und Systeminteraktionen nachvollziehbar sind. Sicherheitsanforderungen werden in konkrete Designentscheidungen übersetzt, die sowohl den betrieblichen Anforderungen als auch den regulatorischen Vorgaben entsprechen.

Sicherheit als Frage der Architektur

In der Praxis müssen Maschinenbauer auch entscheiden, wie anpassungsfähig ihre Systeme im Laufe der Zeit sein müssen. Basis-Mechanismen zur Reduzierung der Angriffsfläche wie NAT können für Systeme mit begrenzter Konnektivität ausreichen. Bei stärker exponierten Systemen sind jedoch häufig zusätzliche Funktionen erforderlich, um auf neue Bedrohungen reagieren zu können, zum Beispiel Inspektionsmöglichkeiten, Erkennung von Anomalien oder virtuelles Patching. Die Entscheidung darüber hängt nicht nur von technischen Anforderungen ab, sondern auch davon, welches Maß an Sicherheitsmanagement sich über den Lebenszyklus hinweg realistisch aufrechterhalten lässt.

Dabei gewinnen netzwerkbasierte Mitigationsmechanismen an Bedeutung. Industrielle Firewalls wie die Industrial Secure Router der Serien EDR-8010/-G9004/-G9010 oder die LAN Firewall EDR-G1002-BP von Moxa sind speziell für den Schutz kritischer industrieller Anlagen entwickelt. Mit integrierten Sicherheitstechnologien wie OT-orientierte Deep Packet Inspection (DPI) und Intrusion Prevention System (IPS) unterstützen sie Maschinenbauer dabei, Risiken auch dann zu begrenzen, wenn einzelne Komponenten das Ende ihres Lebenszyklus erreichen und nicht mehr gepatcht werden können. Durch ein entsprechendes Netzwerkdesign lassen sich Schwachstellen reduzieren und Maßnahmen nachvollziehbar dokumentieren.

In einer typischen sicheren Architektur werden kritische Funktionen in Zonen segmentiert, Kommunikationsflüsse klar definiert und externe Verbindungen über gesicherte Schnittstellen verwaltet. Fernzugriffe werden vermittelt und überwacht, während Protokollierungsfunktionen für Transparenz und Nachvollziehbarkeit sorgen. Mechanismen zur Adressisolierung können die Erreichbarkeit einschränken, ersetzen jedoch keine grundlegenden Maßnahmen wie Authentifizierung, Segmentierung oder Überwachung, sondern wirken ausschließlich ergänzend.

Die Einhaltung von Cybersicherheitsvorschriften ist letztlich eine Koordinationsaufgabe entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Maschinenbauer, Komponentenlieferanten und Lösungsanbieter sehen sich denselben Unsicherheiten gegenüber. Die Anbieter orientieren sich an Markterwartungen, und ohne Rückmeldungen können Annahmen jedoch die praktischen Erfordernisse überlagern. Der Austausch mit Lieferanten, die Offenlegung von Einschränkungen und die Erörterung von Erwartungen hinsichtlich des Lebenszyklus sind daher unerlässlich.

Cybersicherheit ist Gemeinschaftsaufgabe

In diesem Umfeld spielen Anbieter von Kommunikations- und Vernetzungslösungen eine zentrale Rolle bei der Umsetzung von Cybersicherheitsanforderungen in praktikable Lösungen. Viele regulatorische Anforderungen lassen sich auf unterschiedliche Weise umsetzen, und die Wirksamkeit der Maßnahmen hängt von den Rahmenbedingungen ab. Der stetige Austausch mit Maschinenbauern ermöglicht es Anbietern, Feedback in Lösungen zu integrieren, die sowohl praktikabel als auch nachhaltig sind. Deshalb fördert Moxa diesen Dialog aktiv und lädt Maschinenbauer ein, ihre Herausforderungen und Erwartungen zu teilen.

Von der Einschränkung zum USP

Cybersicherheit wird oft als Einschränkung wahrgenommen. Für Maschinenbauer, die sich frühzeitig damit befassen und ihre Designprinzipien entsprechend anpassen, wird sie jedoch zu einem Alleinstellungsmerkmal. Die Fähigkeit, Systeme zu liefern, die langfristig sicher, zuverlässig und resilient bleiben, wird zunehmend zu einem Qualitätsmerkmal. Die Zukunftssicherheit von Maschinen ist kein Ergebnis isolierter Konstruktionsentscheidungen mehr, sondern erfordert kontinuierliche Abstimmung über Technologien, Lebenszyklen und Stakeholder hinweg.