Lehrstuhl Netzarchitekturen und NetzdiensteInstitut für Informatik

Technische Universität München

Survey: Security in Smart Buildings

Michaela Mohl

Betreuer: Holger Kinkelin

03.04.2014

Future Internet

Survey: Security in Smart Building Networks 2

Gliederung

Smart Building Networks

Was und Wie?

BACnet

Sicherheitsaspekte in Smart Building Networks

Sicherheitsmaßnahmen

BACnet

der Konkurrenz von BACnet

Fazit

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Was sind Smart Building Networks?

Gebäudeautomatisierung

Netzwerkgestütze

Regelung und

Optimierung von

beispielsweise der

Heizung

Survey: Security in Smart Building Networks 4

Ebenen eines Smart Buildings Networks

Managementebene

Automationsebene

Feldebene

Survey: Security in Smart Building Networks 5

Was ist BACnet?

Steht für Building Automation Control Network

Datenkommunikationsprotokoll für

Gebäudeautomatisierung

Interoperabilität und Herstellerunabhängig

Von der American Society of Heating, Refrigeration, and

Air-Conditioning Engineers (ASHRAE)

Survey: Security in Smart Building Networks 6

Was ist BACnet? Einordnung

Stärken auf der

Managementebene

und Automationsebene

Survey: Security in Smart Building Networks 7

Schichten

OSI Modell als Referenz

Unteren zwei Schichten kein BACnet

Schichten 4-6 im OSI Modell sind in der

BACnet Anwendungsschicht integriert

Survey: Security in Smart Building Networks 8

Dienste von BACnet

Objektzugriff

Device- und Netzwerkmanagement

Alarm und Eventfunktionen

Remote Device Management

Virtual Terminal

Netzwerksicherheit

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Sicherheitsaspekte von BAS

Was sind die

empfindlichen Punkte?

Verbindungen

Empfindliche

Subsysteme

Was kann gemacht

werden?

Daten sammeln

Funktionalitäten

manipulieren

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Angreifer

Hacker

Kriminelle

Ehemalige Mitarbeiter

Konkurrenz

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Angriffsarten

Passwort-Attacken

Denial of Service

Spoofing

Abhörattacken

Exploit-Attacken

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Sicherheit im BACnet

Schutz aller BACnet Geräte

Art von Angriffen

Gesicherte Kommunikation des Netztes

Grundkonzept BACnet

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Verschlüsselung im Bacnet

• 4 Schlüssel insgesamt

• Network Encryption Key

• Network Signature Key

• Private Encryption Key

• User Keys

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Sicherheitsmechanismen im BACnet

Nachrichten-Schutz durch

Verschlüsselung (HMAC und MD5)

Weitere Informationen

Zeitstempel, Quell und Ziel IDs

Signaturen

Survey: Security in Smart Building Networks 15

Fazit BACnet

• Gut: Denail of Service

und Spoofing Schutz

• Problem: Die

Workstations

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ALTERNATIVEN ZU BACNET

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LonWorks

Local Operation Network von Echelon

Genormtes Bussystem

Dezentralisiert

Challenge-Response-Authentifizierungsmechanismus:

Sender begingt die Übertragung

Empfänger sendet 64-Bit Zufallszahl

Sender antwortet 64-Bit Hashwert

Empfänger überprüft den Hashwert

Survey: Security in Smart Building Networks 18

Kritik an LonWorks

Daten werden unverschlüsselt übertragen

Empfänger Spoofing

Alle Knoten müssen den gleichen Schlüssel haben

Keine Kommunikationsblöcke

Hoher Rechenaufwand

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KNX

Industrielles Kommunikationssystem

Feldebene

Zugriffskontroll Schema basiert auf Klartextpasswörtern

Sicherheitslücken

Keine parallelen Verbindungen

Kein Nachrichten oder Spoofing Schutz

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Fazit

Bei der Gebäudeautomatisierung werden

sicherheitskritische Aspekte immer wichtiger.

Jeder Betreiber eines Gebäudeautomationssystems muss

abwägen wie weit Sicherheitsvorkehrungen gebraucht

werden

BACnet ist am sichersten, gefolgt von LonWorks und KNX.

Survey: Security in Smart Building Networks 21

Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit

Noch Fragen?

Survey: Security in Smart Building Networks 22

Quellen

Von den Bildern

Smart Buildings by Deborah Snoonian IEEE Sprectrum August 2003

ASHRAE BACnet Interest Group Europe, http://www.big-

eu.org/bacnet/basics.php

D. G. Holmberg, Ph.D., Member ASHRAE: Secure Messaging In BACnet R

BACnet R Today A Supplement to ASHRAE Journal, 2005

Von dem Inhalt

Gebäudeautomation Kommunikationssysteme mit EIB/KNX, LON und

BACnet 2., neu bearbeitete Auflage, Hermann Merz, Thomas

Hansemann,Christof Hübner Carl Hanser Verlag München 2009

BACnet Dominik Ebert, https://prof.hti.bfh.ch/uploads/media/BACnet.pdf

MBS Software BACnet Kurzübersicht, http://www.mbs-

software.de/produkte/bacnet/

D. G. Holmberg, Ph.D., Member ASHRAE: Enemies at The Gates Securing

the BACnet R Building BACnet R Today A Supplement to ASHRAE

Journal, 2003

C. Eckert IT-Sicherheit, Oldenbourg-Verlag, 2013, 8.Auflage

Wolfgang Granzer, Wolfgang Kastner, Georg Neugschwandtner and Fritz

Praus, Security in Network Building Automation Systems Wien