Um eine sichere Kommunikation in der Energieversorgung zu gewährleisten, arbeitet die Arbeitsgruppe IEC/TC 57/WG 15 an der Normenreihe IEC 62351.
National werden die Aktivitäten der WG 15 im Gemeinschaftsarbeitskreis von DKE, VDE ETG und VDE ITG in DKE/AK 952.0.15 gespiegelt.
Im Jahr 2015 wurde in Deutschland das IT-Sicherheitsgesetz verabschiedet, in dem Betreiber „Kritischer Infrastrukturen (KRITIS)“ die Aufgabe gestellt bekommen haben, die vorhandene Kommunikationsinfrastruktur vor Cyber-Angriffen zu schützen. Dies betrifft neben den eingesetzten Komponenten auch die Kommunikation. Das heißt, die entsprechenden Protokolle müssen Sicherheitsmechanismen besitzen, um die Anforderungen aus dem IT-Sicherheitsgesetz zu erfüllen.
Zu den Kritischsten Infrastrukturen gehört die Energieversorgung. Ohne Strom läuft in modernen Industrienationen nahezu gar nichts mehr. Umso attraktiver scheint diese Kritische Infrastruktur als Angriffsziel für Hacker zu sein, da weitreichende Auswirkungen und Schäden zu erwarten sind. Weiterhin stellt die Industriespionage mit entsprechender Vermarktung geheimer Informationen über Schwachstellen eine große Bedrohung im Bereich der Energieversorgung bzw. der Automatisierungsbranche dar.
Für die Energieversorgung bzw. Netzleittechnik wurden von IEC/TC 57 Kommunikationsprotokolle in den Normenreihen IEC 60870-5, IEC 60870-6, IEC 61850, IEC 61970 und IEC 61968 definiert. Die Cybersecurity dieser Kommunikationsprotokolle wird in der Normenreihe IEC 62351 beschrieben. Die IEC 62351-Reihe ist somit von zentraler Bedeutung für Digital Grids.
Cybersecurity Navigator bietet Rechtsvorschriften und Standards für Kritische Infrastrukturen
Cyberangriffe stellen für unsere Gesellschaft eine der größten Bedrohungen dar. Unternehmen sowie öffentliche Einrichtungen werden jeden Tag zum Ziel von Hackern. Gefährdet sind vor allem Kritische Infrastrukturen. Der Cybersecurity Navigator unterstützt Organisationen aus den KRITIS-Sektoren mit einer Sammlung von Rechtsvorschriften und Standards – einheitlich systematisiert und aufbereitet.
Zusammenspiel von Cybersecurity-Standards
| Siemens AG, 2021Das Normenwerk der IEC 62351 liefert einen Baukasten Technischer Spezifikationen zur Absicherung der Prozessdatenkommunikation in der Energiebranche.
Für die Kommunikation zwischen der Schutz- und der Stationsleittechnik sind dies neben der IEC 60870-5-103 auch das Protokoll IEC 61850, welches außerdem für Kommunikation zwischen den Unterstationen als auch für die Kommunikation zur Netzleitstelle eingesetzt werden kann.
Eine spezifische Ausprägung des IEC-Protokolls kann darüber hinaus innerhalb einer Unterstation zur Übertragung von Goose-Nachrichten und Messwerten mittels Prozessbus eingesetzt werden, welche besondere Echtzeitanforderungen, zum Beispiel sehr niedrige Latenzen, berücksichtigt. Dieser Teil wurde inzwischen weiterentwickelt und unterstützt auch außerhalb einer Unterstation die Messwertübertragung von Phaser-Measurement-Units (PMU).
Weitere Protokolle für die kommunikationstechnische Anbindung der Stationsleittechnik an die Netzleittechnik liefern IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104 und IEEE 1815.
Expertengremium DKE/K 952 Netzleittechnik
Den Arbeitsbereich des nationalen Expertengremiums DKE/K 952 bilden Einrichtungen und Systeme der Stationsautomatisierung und der Netzleittechnik einschließlich dezentraler Strukturen.
Die anfallenden Normungstätigkeiten in diesem Komitee werden als Grundlage für ein zukünftiges Smart Grid angesehen. Aus diesem Grund stellt die Verbreitung der IEC-Normenreihe 61850 daher ebenfalls ein Kernthema des DKE/K 952 dar.
Mit der Einführung dezentraler Energieerzeugungseinrichtungen kommen neue Anforderungen an die Automatisierung und Prozessdatenkommunikation hinzu. Hierbei spielen spezielle Teile der Norm IEC 61850 eine besondere Rolle, welche das Datenmodell und das Übertragungsprotokoll spezifizieren. Einen weiteren und wichtigen Einsatzbereich für IEC 61850 stellt die Prozessdatenkommunikation im Kraftwerksumfeld dar.
Im Umfeld der SCADA-Kommunikation (Supervisory Control and Data Acquisition) innerhalb der Netzleitstelle sind die beiden auf dem CIM-Datenmodell basierenden Normenreihen IEC 61970 und IEC 61968 essentielle Spezifikationen für die Datenmodellierung. Die IEC 62325 spezifiziert ein Datenmodell und Übertragungsprotokoll für die Marktkommunikation mit externen Partnern.
In direktem Zusammenhang zu den oben genannten Kommunikations- und Datenmodellstandards steht die Normenreihe IEC 62351, welche Spezifikationen für folgende Themengebiete liefert:
Die Spezifikationen von IEC 62351 berücksichtigen die spezifischen Anforderungen der Prozessdatenkommunikation in den jeweiligen Anwendungsbereichen wie beispielsweise Echtzeitanforderungen, Anforderungen an niedrige Latenzen, Datenmengen.
Die Grundlage der in den Spezifikationen beschriebenen Sicherheitsmechanismen beruhen überwiegend auf in der herkömmlichen IT etablierten Verfahren und Algorithmen zu Verschlüsselung und Authentisierung. Zum Beispiel werden in IEC 62351 Profile bekannter Sicherheitsprotokolle für die Anwendung im Bereich der Energieautomatisierung erstellt. Dies ermöglicht die Nutzung schon vorhandener Technologien und Lösungsbausteine.
Die nachfolgende Abbildung zeigt die Anwendung der IEC/TC 57-Standards auf ein Stromnetz nach IEC/TR 62351-10:2012.
Anwendung der IEC/TC 57-Standards auf ein Stromnetz
| IEC TR 62351-10:2012Informationssicherheit betrifft den kompletten Lebenszyklus von Komponenten und Systemen – von der Entwicklung über die Nutzung bis zur Ausmusterung. Informationssicherheit wird damit auf mehreren Ebenen im Sinne eines ganzheitlichen Ansatzes realisiert. Zur Sicherheit der Prozessdatenverarbeitung im Umfeld der Energieversorgung leisten die Akteure auf unterschiedlichen Ebenen ihren Beitrag.
Zunächst einmal sind dies die Betreiber von Energienetzen, Energieerzeugungsanlagen oder Energiespeichern. Diese leisten mit der Einführung eines Informationssicherheitsmanagementsystems (ISMS) einen wesentlichen Beitrag zur kontinuierlichen Verbesserung der Informationssicherheit auf prozeduraler Ebene. Hilfreich sind hierbei unter anderem die Normen aus der ISO/IEC 270xxer Reihe. Insbesondere erwähnenswert sind hier die
Die Integratoren von Systemen und Anlagen sowie die Hersteller von Komponenten der Energieautomatisierungssysteme (z. B. Netzleittechnik, Schutz- und Stationsleittechnik) leisten Ihren Beitrag zur Informationssicherheit auf prozeduraler Ebene, unter anderem durch die Umsetzung der Anforderungen aus IEC 62433-2-4 für die Integrations- und Wartungsprozesse sowie die Einführung sicherer Entwicklungsprozesse gemäß den Anforderungen aus IEC 62443-4-1.
Auf funktionaler Ebene können die Hersteller von Komponenten und Systemen sowie die Integratoren funktionale Anforderungen der Informationssicherheit gemäß IEC 62443-3-3 und 62443-4-2 implementieren. IEC 62443 nimmt damit eine bedeutende Rolle im Kontext von Cybersecurity ein.
Die Normenreihe IEC 62351 liefert hierzu einen Baukasten an technischen Standards, um die Anforderungen auf funktionaler Ebene umzusetzen. So werden Verfahren spezifiziert, um eine gesicherte Datenübertragung für die Kommunikation auf der Ebene der Prozessdatenverarbeitung zu implementieren.
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Zur Anwendung der Normreihe IEC 62351 hat der Gemeinschaftsarbeitskreis von DKE, VDE ETG und VDE ITG „Informationssicherheit in der Netz- und Stationsleittechnik“ Anwendungshinweise zusammengestellt und als VDE SPEC 90002 – Informationssicherheit in der Netz- und Stationsleittechnik V1.0 veröffentlicht.
Die VDE SPEC 90002 soll als praktischer Einstieg und Überblick zur sicheren Kommunikation in der Energieversorgung dienen. Beispielhaft wird in der VDE SPEC verdeutlicht, wie einzelne Normenteile eine sichere Fernwartung und eine sichere Systemarchitektur unterstützen.
Die IEC/TC 57/WG 15 hat die VDE SPEC 90002 als Anreiz genommen und ihrerseits drei Anwendungshinweise veröffentlicht:
Die Anwendungshinweise sind über die eigenständige Webseite der IEC/TC 57 Working Groups frei verfügbar.
Redaktioneller Hinweis
Die im Text aufgeführten Normen können Sie nach Veröffentlichung beim VDE VERLAG erwerben.
In der alltäglichen und gesellschaftlichen Diskussion ist sie ein ebenso großes Thema wie in der DKE – die Rede ist von der Energie. Unsere Normungsexperten bringen ihr Wissen aber nicht nur ein, um die Energieversorgung und -verteilung zukünftig „smart“ und dezentral zu machen, sondern leisten einen ebenso hohen Beitrag für den Betrieb elektrischer Anlagen und bei der flächendeckenden Verbreitung erneuerbarer Energien. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im
