Die Vernetzung schreitet im IoT/IIoT immer mehr voran: Die Gartner Group schätzt, dass es mittlerweile weltweit rund 6,4 Milliarden vernetzte Geräte gibt. Bis 2020 soll die Zahl auf bis zu 20,8 Milliarden Geräte steigen. Das sind rund 5,5 Millionen neu angeschlossene „Dinge“ pro Tag. Als Folge der umfangreichen Konnektivität gibt es jetzt zusammenhängende und miteinander verbundene Systeme innerhalb von Systemen (System of Systems, SoS). Die Sicherheit stellt dabei eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung von IIoT-Systemen dar, besonders wenn es sich zum Beispiel um personenbezogene Patientendaten im Gesundheitswesen handelt.

Immer häufiger kommt es zu Angriffen auf Medizinprodukte über die Netzwerke der Krankenhäuser. Hacker suchen nach hochgeschützten patientenbezogenen medizinischen Daten. Laut einem Bericht von Reuters können patientenbezogene medizinische Daten auf dem Schwarzmarkt zehnmal wertvoller sein als eine Kreditkartennummer. Im selben Bericht wurde auch erwähnt, dass chinesische Hacker eine große Gesundheitsorganisation in den Vereinigten Staaten angegriffen haben. Von diesem Angriff waren 4,5 Millionen Patienten betroffen. In Krankenhäusern mit veralteter IT/IIoT-Infrastruktur kommt immer häufiger Ransomware zum Einsatz. Ein Beispiel ist der Cyberangriff „Wannacry“, der auf Microsoft-Windows-Betriebssysteme abzielte und über 230.000 Computer in mehr als 150 Ländern infizierte. Die meisten der betroffenen Netzwerke laufen auf veralteten Systemen.

Herausforderungen bei SoS-Architekturen

Bild 1: Krankenhäuser müssen zahlreiche SoS integrieren, die Tausende Patienten, unzählige Geräte, Datenmanagementanwendungen, Analysen und mehr umfassen.

Bild 1: Krankenhäuser müssen zahlreiche SoS integrieren, die Tausende Patienten, unzählige Geräte, Datenmanagementanwendungen, Analysen und mehr umfassen. Mentor

In den aktuellen IIoT-Infrastrukturen können jederzeit Zehntausende von Geräten vernetzt und in Betrieb genommen werden. Bild 1 zeigt eine Krankenhausumgebung mit zahlreichen SoS der zugrunde liegenden Infrastruktur. Die Liniendiagramme stellen drei verschiedene Krankenhäuser beziehungsweise Kliniken dar, die Intensivstationen, Krankenzimmer und Geräte zur Patientenüberwachung umfassen. Jedes rote Quadrat ist ein Gerät oder eine Software-Applikation, die Informationen austauschen muss – alle Linien stellen die Datenverbindungen zwischen den Software-Anwendungen und Geräten dar. Hinzu kommen noch Ärzte, Krankenschwestern, Heilpraktiker und Krankenhausgeräte/-equipment, die Teil dieser vernetzten Umgebung sein müssen.

Gefragt ist ein umfassendes System, das diese unzähligen SoS herstellerunabhängig miteinander verbindet. Natürlich muss diese Lösung robust, zuverlässig und skalierbar sein. Eine Methode mit großem Potenzial für diese Art von Szenario ist das Fog-Computing. Fog-Computing bietet für die SoS-Architektur viele Vorteile. Zunächst muss klar sein, dass Daten beim Fog-Computing nicht nur in der Cloud, sondern auch lokal im Cache eines Gerätes gespeichert sind. Da hierbei der Zugriff auf die Daten viel näher am Gerät erfolgt (die Daten müssen nicht mehr in die Cloud und von dort zur Verarbeitung wieder zurücktransferiert werden), setzt dies nicht nur Netzwerkbandbreite frei, sondern ermöglicht auch eine schnellere Systemleistung mit geringeren Latenzzeiten. Fog-Computing hat auch das Potenzial für Echtzeit-Analysen. Mit dieser Art von Funktionen können Benutzer eine Vielzahl der von den Endpunkten oder Endgeräten erzeugten Daten überwachen, verfolgen und diagnostizieren. Neben der Speicherung müssen diese komplexen IIoT-Systeme Daten auch dorthin übertragen, wo sie gebraucht werden und wenn sie gebraucht werden.

 

Umfangreiche Details zum Data Distribution Service beschreibt der Beitrag auf der nächsten Seite.

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