Zeit ist Geld. Das gilt gerade auch in der Produktentwicklung. Die Vergangenheit hat jedoch gezeigt, dass zu viel Eile oft zu Lasten der Sicherheit geht. Hektisch zusammengestellte Weboberflächen zur Steuerung von IoT-Geräten, nachlässig programmierte Plattformen oder unzulänglich stabile Cloud-Anbindungen bergen erhebliche Risiken.

So schauten im Sommer 2016 viele Hunde und Katzen, die von ihren Besitzern während deren Abwesenheit mit dem „Pet Feeder“ ­– einem „intelligenten“ Futterspender – versorgt werden sollten, mehrere Tage sprichwörtlich in die Röhre. Das Gerät wird per Smartphone konfiguriert und gibt mehrfach täglich die eingegebene Menge Futter frei. Dummerweise fiel der mit dem Pet Feeder verbundene Cloudserver aus – und damit auch die Fütterung.

Die autonome Autowaschanlage „Laserwash“ des amerikanischen Herstellers PDQ reinigt Fahrzeuge vollautomatisch mit einem Roboterarm und ohne Bürsten während die Insassen im Fahrzeuginneren warten. Man kann sie via Webbrowser einfach über das Internet konfigurieren. Mit wenigen Befehlen konnten Sicherheitsexperten das System allerdings so manipulieren, dass es die Fahrzeuge in der Waschanlage einschließt und der Roboterarm den Wagen attackiert.

Vernetzung über die Cloud

Bei der Entwicklung smarter Geräte stehen Produktentwickler neben vielen anderen Herausforderungen vor allem vor der Frage, wie die künftigen Geräte mit dem Internet der Dinge verbunden und gesteuert werden sollen. Eine komplette Steuerung über die Cloud klingt da sehr verlockend. Wie sonst bringt man eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren und Aktuatoren auf einfachem Wege dazu, miteinander zu interagieren? Die Heterogenität der IoT-Landschaft, das Sprachenbabylon von Endgeräten verschiedener Hersteller ist ein wesentlicher Bremsklotz für die Verbreitung des Internet der Dinge.

Sind die Daten der Geräte jedoch erst einmal in der Cloud, können sie dort übersetzt, extrahiert und weiterverarbeitet werden. Die Geräte müssen lediglich in der Lage sein, physisch mit dem Internet zu kommunizieren. Ob per Funktechnologie oder kabelgebunden spielt keine entscheidende Rolle – die wesentlichen Aufgaben übernimmt die Cloud. Dem Hardwareentwickler erspart dies einiges an Kopfzerbrechen, da die Funktionalität ausschließlich von außen gesteuert wird.

Zentrale Steuerung macht Systeme anfällig

Nur leider bedeutet eine zentrale Steuerung auch gleichzeitig eine zentrale Schwachstelle. Ist die Steuereinheit, aus welchen Gründen auch immer, plötzlich nicht mehr erreichbar oder kompromittiert, bricht die komplette Automatisierung zusammen oder die Geräte erledigen ihren Job nicht so, wie sie sollten. Bei der privaten Heimautomatisierung mag ein kurzfristiger Ausfall zu verschmerzen sein, bei Produktionsanlagen, der professionellen Gebäudeautomatisierung oder anderen kritischen Branchen mit vielen Abhängigkeiten können bereits kleine Ausfälle große Probleme bereiten und immense Kosten verursachen.

Gerne wird immer vom Smart Building, Smart Home, Smart Garden oder eben der Smart Factory gesprochen. Smart ist die vor Ort verbaute Hardware aber meist nicht. Die Intelligenz sitzt in einem oder mehreren zentralen Steuergeräten oder aber gleich in der Cloud.

Last but not least geht es auch um die Frage, wem die durch die Endgeräte gesammelten Daten gehören, dem eigentlichen Nutzer oder dem Betreiber der Cloud-Plattform? In einer IoT-Umgebung werden rund um die Uhr riesige Mengen an Daten gesammelt. Während ein Teil der Daten lediglich dazu dient, die Installation zu steuern, lassen sich mit dem anderen Teil Rückschlüsse auf eine Vielzahl von Abläufen ermitteln. Je nach Geschäftsmodell sind diese Daten Gold wert. Sie dienen etwa der Optimierung von Produktionsabläufen, der Einsparung von Energie oder helfen dabei, das Kaufverhalten oder andere menschliche Entscheidungsmustern zu analysieren. So können Unternehmen ihre Kunden noch gezielter ansprechen.

Edge-Computing bringt mehr Sicherheit

Um die Sicherheit in IoT-Umgebungen zu erhöhen und auch die Hoheit über die Daten zurück zu erlangen, gibt es einen Ausweg: Edge-Computing. Hierbei werden die Prozessabläufe in Form von Rechenoperationen von der zentralen Steuerung zurück auf die Endgeräte, also an den „Rand“ des IoT-Netzwerkes, verlegt. Die Endgeräte selbst werden mit Kapazitäten ausgestattet, die es ihnen erlauben, gewisse Rechenoperationen auszuführen und damit Entscheidungen zu treffen.

Vorteil Nummer Eins: Sicherheit. Sind die Endgeräte in der Lage, direkt miteinander zu kommunizieren und können ihren jeweiligen Status anderen Geräten in der Nähe mitteilen, machen sie sich von einer zentralen Instanz unabhängig. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass der Ausfall einer Steuereinheit oder der Verbindung zur Cloud-Plattform zunächst keine Auswirkungen auf die reine Funktionalität der IoT-Installation hat. Die Daten, die zum Betrieb notwendig sind, werden weiterhin direkt von Gerät zu Gerät übertragen. Da jedes Gerät aufgrund seiner Konfiguration „weiß“ was zu tun ist, benötigt es keine dauerhafte Onlineverbindung.

Vorteil Nummer Zwei: Sparsamkeit. Können Endgeräte direkt miteinander sprechen, verringert sich Menge der erhobenen Daten, die an eine zentrale Stelle gesandt werden, signifikant. In die Cloud wandern nur noch die Erkenntnisse, die für ein Monitoring oder die Analyse interessant sind. Reine Steuerbefehle verbleiben vor Ort. Damit entlastet das System zum einen die Datenanbindung und gibt dem Anwender zum anderen die Kontrolle über seine Daten zurück. Er ist es, der am Ende entscheidet, was zur Analyse nach draußen gegeben wird und was nicht.

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