Im schlimmsten Fall kollabiert die gesamte Energieversorgung. Wenn Cyberkriminelle zahlreiche intelligente Stromzähler kapern und diese als Steuerung für Angriffe auf das Stromnetz missbrauchen, dann wird es zappenduster. Auch könnten Krankenhäuser oder Betreiber von Atomkraftwerken mit einem drohenden Stromausfall erpresst werden. Schlecht gesicherte Smart Meter wären ein GAU für die Versorgungsinfrastruktur.
Der Privatmann ist wiederum auch betroffen, wenn anhand der Stromdaten seines Elektrofahrzeugs Bewegungsprofile erstellt werden, seine Stromrechnung manipuliert wird oder über die Analyse seines Stromverbrauchs erkennbar ist, welche Filme er im Fernsehen sieht, wann er immer ins Bett geht oder ob die Kinder allein zu Haus sind.
Die Unsicherheit der neuen intelligenten Stromzähler, der sogenannten Smart Meter, und die daraus resultierenden nötigen Schutzmaßnahmen werden seit geraumer Zeit diskutiert. Im Fokus stehen vor allem die Messdaten, die von den Zählern über offene Netze an die Energieversorger geschickt werden und von Dritten zur Ausforschung von Lebensgewohnheiten missbraucht werden können.
Auch können über Einflussnahme auf die Smart Meter von außen Daten manipuliert, fehlgeleitet und so Versorgungsnetze gestört werden. Experten wie Frederic Stumpf, Bereichsleiter Embedded Security an der Fraunhofer-Einrichtung für Angewandte und Integrierte Sicherheit (AISEC), fordern daher: "Geeignete Schutzmaßnahmen müssen von Beginn an in die Infrastrukturen integriert werden, um derartige Angriffe weitgehend zu vermeiden und um zu verhindern, dass manipulierte Smart Meter im Smart Grid zu Tatwerkzeugen mutieren."
Der Einbau ist vorgeschrieben
Smart Meter sind die Basis für das geplante Smart Grid, das intelligente Energienetz, das in Zukunft die flexible und dezentrale Einspeisung von erneuerbaren Energien wie Sonnen- oder Windkraft in das Versorgungsnetz und die optimale Steuerung des Stromverbrauchs gewährleisten soll. Dem Verbraucher sollen sie vor allem eine transparentere Abrechnung, Verbrauchsanzeige und Tarifauswahl ermöglichen.
Damit das funktioniert, sind Smart Meter im Gegensatz zu herkömmlichen Stromzählern fest in ein Kommunikationsnetz integriert. In Deutschland ist seit dem 1. Januar 2010 der Einbau von Smart Metern in Neubauten oder bei größeren Renovierungsmaßnahmen gesetzlich vorgeschrieben. Allerdings gab es bis August keine gesetzliche Regelung zur Einbindung des Zählers in ein Kommunikationsnetz. Erst mit Inkrafttreten des Energiewirtschaftsgesetzes wurde ein Rechtsrahmen geschaffen.
Tests zeigen die Schwachstellen auf
Dass die marktüblichen Smart Meter sicherheitstechnisch sehr bedenklich und einheitliche Sicherheitsstandards für die Konzeption dringend erforderlich sind, haben Tests bewiesen. So konnte das Labor für IT-Sicherheit der Fachhochschule Münster anhand der Analyse der gespeicherten Nutzerdaten in einem Smart Meter exakt bestimmen, welche Filme die Personen im Testhaushalt im Fernsehen angeschaut haben.
Die Forscher untersuchten dabei einen handelsüblichen Zähler, der alle zwei Sekunden Verbrauchsdaten via Kommunikationsnetz an den Stromanbieter schickt. In ihrem Arbeitspapier stellten sie fest, dass "abhängig von der Genauigkeit der Messung und der zeitlichen Auflösung nach Auswertung der erhobenen Daten Rückschlüsse auf die Verhaltensweisen der sich im Haushalt aufhaltenden Menschen gezogen werden kann".
Aufgrund der Ergebnisse empfehlen die Forscher unter anderem eine Erhöhung der Zeitintervalle. Auch sei eine statistische Zusammenfassung der Daten vor der Übertragung sinnvoll sowie eine Verschlüsselung und elektronische Signaturen.
Geräte sind gezielt manipulierbar
Aber Smart Meter übermitteln nicht nur private Daten, sondern sind auch gezielt von außen manipulierbar. Das Smart Grid Security Testlabor um Frederic Stumpf hat marktübliche Smart Meter auf die Möglichkeiten der Kompromittierung untersucht und "zahlreiche Schwachstellen" gefunden. Nach Angaben von Christoph Krauß, Bereichsleiter Innovation und Strategie am Fraunhofer AISEC, war das Hacken der Geräte sehr einfach.
"Das Ziel war, vollen Zugriff auf das System zu bekommen und die Daten zu beeinflussen. Wir brauchten dazu zwei Tage." Im Smart Meter ist das sogenannte Gateway das Bindeglied zwischen privatem Homebereich und dem Energieversorger und übermittelt die Daten.
Hier liegen die Schwachstellen. Die handelsüblichen Smart Meter besitzen zwar Mechanismen zur Verschlüsselung, diese seien aber für Experten durch einen lokalen Angriff auf den Meter leicht zu umgehen gewesen. Um sicherheitskritische Infrastrukturen wie das Stromnetz vor Angriffen zu schützen, müssen nach Einschätzungen von Datenschützern konkrete Schutzprofile für einzelne Komponenten des Systems entwickelt werden.
Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) wurde im September 2010 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) damit beauftragt, ein solches Schutzprofil für das Gateway zu erstellen. Der "Entwurf zum Schutzprofil für die Kommunikationseinheit eines intelligenten Messsystems" liegt nun zum dritten Mal zur Evaluierung bei Verbänden aus den Bereichen Telekommunikation, Energie, Informationstechnik,Wohnungswirtschaft und Verbraucherschutz vor.
Nach Abschluss dieser Evaluierung soll es zur Zertifizierung kommen. Dieses Profil legt die Mindestanforderungen für entsprechende Sicherheitsmaßnahmen bei Smart Metern fest, sicherheitstechnisch geprüfte Geräte sollen zukünftig so ein Zertifikat erhalten. Inwieweit und wann die Zertifizierung aber bindend wird für alle Hersteller, ist noch unklar.
Das Fraunhofer-Institut AISEC hat nun den Prototyp eines sicheren Smart Meters entwickelt, dessen Sicherheitsarchitektur den derzeitigen Stand des BSI-Schutzprofils berücksichtige, so Christoph Krauß. Bei diesem Prototyp soll mithilfe eines Hardware Security Moduls (HSM), ähnlich einem Smart-Card-Chip, sensitives Schlüsselmaterial auf dem Gateway sicher abgespeichert und der Datenaustausch zwischen Endkunden und Stromnetzbetreiber dauerhaft geschützt abgewickelt werden können
Anonymisierung oder Pseudonomisierung der Daten in Planung
Darüber hinaus seien aber noch weiterführende Mechanismen zur Datensicherheit in Planung. So forsche die Einrichtung aktuell auch an geeigneten Maßnahmen zur Anonymisierung oder Pseudonomisierung der Daten. Solche Maßnahmen fordern auch die Rechtsexperten einer bundesweit laufenden Teststudie, des Förderprojekts der Bundesregierung "E-Energy". Hier werden aktuell in sechs Modellregionen Probleme und Lösungen zum Thema Datensicherheit im Smart Grid analysiert.
Das dritte Energiepaket, vom Europäischen Parlament im April 2009 verabschiedet, empfiehlt, dass 80 Prozent aller Energiekunden in Europa bis 2020 mit Smart Metern ausgerüstet sein sollen. So wie es jetzt aussieht, ist dieses Szenario utopisch.
Wann und ob in Deutschland mit einem großflächigen Roll-out sicherheitstechnisch geprüfter Smart Meter zu rechnen ist, steht noch nicht fest. Eins scheint aber sicher: Alle bis dahin installierten herkömmlichen Smart Meter müssen irgendwann aufgerüstet oder ausgetauscht werden. Sonst bleiben die Schwachstellen bestehen.
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