Sichere Ladesäule für Elektroautos: Sensor detektiert Manipulationen

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Verschlüsseltes Datenpaket gibt Hackern keine Chance

Ist die Messung korrekt gelaufen, liegen folgende Daten vor: Stromverbrauch, Ladezeitpunkt, Ladeort sowie nutzerbezogene Daten, wenn sich der Nutzer beispielsweise mit seinem neuen elektronischen Personalausweis oder einer Prepaid-Chipkarte an der Ladesäule ausgewiesen hat. Die Informationen müssen für die Abrechnung auf sicherem Wege zum Betreiber der Ladesäule übermittelt werden. Das läuft oft über das Mobilfunknetz und Internet. Hier lauert potenziell die nächste Gefahr. Wenn sich ein Angreifer über diese Datenschnittstelle in die Ladesäule hackt, könnte er die korrekt gemessenen Daten nachträglich auf digitalem Wege verändern.

Doch auch das weiß der Bochumer Sensor zu verhindern. Er schnürt bereits im Ladestromsensor alle Informationen untrennbar zu einem verschlüsselten Paket zusammen. Dazu nutzt die Forschungsgruppe kryptografische Methoden wie Verschlüsselungstechniken zur Datenübertragung und digitale Signaturen zum Integritätsschutz der Daten. Selbst wenn jemand die Säule hackt, kann er das Datenpaket daher nicht unbemerkt verändern. „Es bleibt lediglich die Möglichkeit, die Datenschnittstelle zu blockieren“, erläutert Tim Güneysu. „Aber dann wird der Betreiber vermutlich bei einer Routineprüfung schnell merken, dass er keine Abrechnungsdaten von einer Säule mehr erhält, obwohl daraus Energie bezogen wurde.“

Alle Funktionen in einem Chip integriert

Eine Besonderheit des Projekts ist es, dass das Team einen einzigen Chip einsetzt, der alle drei Funktionen integriert – Ladeströme messen, Manipulationen detektieren, Daten sicher verpacken. Denn: „Je mehr Bauteile man im Gerät hat, desto schlechter lässt es sich schützen“, sagt Güneysu. Wenn es verschiedene Bauteile gibt, müssen diese zwangsläufig miteinander kommunizieren. Diese Kommunikationskanäle haben sich in der Vergangenheit jedoch als leicht verwundbare Ziele für Angreifer herausgestellt. „Deshalb haben wir die elektromechanischen Aufgaben und die kryptografischen Schutzfunktionen in einen Chip integriert“, so der Ingenieur. Den Sensor setzte das Team in Form einer rekonfigurierbaren Hardware um. Dabei handelt es sich um einen Chip, den man von der Stange kauft und erst nachträglich mit einer Hardwareschaltung konfiguriert. „Unsere Entwicklungsplattform ist nicht ganz billig“, sagt Güneysu, „aber für einen Prototypen kein Problem. Ein Industriehersteller könnte den Sensor problemlos als günstige Massenware fertigen.“

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