Daten sicher von Punkt A nach Punkt B zu transportieren ist relativ sinnfrei, wenn die Daten kompromittiert wurden. Aus diesem Grund ist die Datenintegrität von ausschlaggebender Bedeutung – sie ist die notwendige Voraussetzung für den sicheren Datenaustausch. Es existiert eine Vielzahl technischer Lösungen, welche die Integrität der Daten sicher sollen – von sicheren Digitalen Identitäten über metrologische Verfahren bis zum Einsatz der Blockchain-Technologie. Deren Zusammenspiel wird in dem Beitrag Datenqualitätssicherung entlang der Datenwertschöpfungskette im Industriekontext behandelt.
Dieser Beitrag legt den Fokus auf drei unterschiedliche technische Maßnahmen, durch welche Vertrauen in die ausgetauschten Daten selbst und letztendlich auch zwischen unterschiedlichen Akteuren hergestellt werden kann: Maßnahmen zur Kommunikationssicherheit schützen Daten während des Transports, digitale Kalibrierzertifikate erlauben eine Aussage über die Genauigkeit der erfassten Daten, Distributed-Ledger-Technologien wie zum Beispiel eine Blockchain erfassen Aktionen sowie beteiligte Akteure und legen diese Informationen manipulationsgeschützt ab. Dieser Beitrag bezieht sich auf das Forschungsprojekt GEMIMEG-II, das durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert wird.
Veranschaulicht wird das Zusammenwirken am Beispiel der Intelligenzschöpfung:
Bei Betrachtung des Prozesses der Intelligenzschöpfung, wie die Verarbeitung der Daten und das Bereitstellen von neuen Diensten auf Basis aggregierter Daten .. genannt wird, wird schnell klar, dass die Qualität der bereitgestellten Dienste maßgeblich von der Qualität der erfassten/aggregierten Daten abhängig ist. Im Beispiel der Qualitätskontrolle können beispielsweise nur dann verlässliche Aussagen über die Qualität des produzierten Werkstücks getroffen werden, wenn die erhobenen Daten den Qualitätsanforderungen (maximale Messgenauigkeit, Integrität, Authentizität) entsprechen.
Eine Schlüsselstellung übernimmt der Digitale Kalibrierschein.
Die Akkuratheit der Daten eines Sensors kann durch einen Kalibrierschein, der von einem akkreditierten Kalibrierlabor ausgestellt wird, bestätigt werden. Mit der Weiterentwicklung des bestehenden (papierbasierten) Kalibrierscheins hin zu einem digitalen und maschinenlesbaren Kalibrierscheins kann der Prozess der Sensordatenverarbeitung und des Qualitätsmanagements vereinfacht und automatisiert werden. … Sobald ein Gerät in der Lage ist, den angeschlossenen Sensor zu identifizieren, kann der zugehörige digitale Kalibrierschein bezogen und validiert werden. Ein System, das die erfassten Sensordaten aggregiert, kann die entsprechenden Kalibrierzertifikate verarbeiten und benötigte Parameter wie zum Beispiel die Messungenauigkeit aus dem Kalibrierzertifikat extrahieren und mit den erfassten Daten in Bezug setzen. Durch die digitale Signatur des Kalibrierlabors ist das Vertrauen in die Daten, die von dem Sensor geliefert werden, hergestellt.
Ein digitales Kalibrierzertifikat allein reicht jedoch nicht aus, um die Integrität der Daten und die Authentizität des Senders zu verifizieren.
Es müssen darüber hinaus Mechanismen einer Public-Key-Infrastruktur (PKI) implementiert werden, die eine Verifikation der Signatur eines Kalibrierscheins erlauben, allerdings können die existierenden Mechanismen, die sich bereits bei der sicheren Kommunikation im Internet etabliert haben, nicht ohne Anpassungen auf digitale Kalibrierscheine übertragen werden: Im Gegensatz zu Public-Key-Zertifikaten ist bei digitalen Kalibrierscheinen kein Ablaufdatum vorgesehen.
Im Projekt GEMIMEG-II werden entsprechende Erweiterungen entwickelt.
Die genannten Aspekte der Kommunikationssicherheit (Sichere Identitäten, Enrollment, Vertraulichkeit und Nachweisbarkeit der Kommunikation) werden im Projekt GEMIMEG-II intensiv untersucht, um eine sichere und einheitliche Datenorchestrierung von den Sensoren bis zur Cloud zu realisieren.
Um die Messdaten auf Manipulationen zu überprüfen, bietet sich der Einsatz einer Blockchain an.
Dabei kann die Speicherung der Messdaten in einer Datenbank erfolgen, während ein Fingerabdruck der Daten in Form eines Hashwertes auf der Blockchain abgelegt werden. Somit ist es möglich, die auf der Datenbank abgelegten Messdaten auf Manipulationen zu prüfen.