Die zunehmende Vernetzung einzelner Fahrzeugkomponenten birgt gefährliche Sicherheitslücken. Eine davon wurde nun von Informatikern des Center for IT Security and Privacy (CISPA) und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) mithilfe einer Software geschlossen, die Hersteller an jedes beliebige Auto anpassen können.
Um ein mit über 100 km/h fahrendes Auto fernzubremsen, benötigte der amerikanische Sicherheitsforscher Stephen Checkoway lediglich die Software des im Auto verbauten Musikplayers in Verbindung mit einem damit verbundenen Smartphone. „Wäre die Software nicht mit dem internen Netzwerk, dem sogenannten CAN-Bus, dieser Mittelklasse-Limousine verbunden gewesen, hätte Checkoway deutlich mehr Aufwand betreiben müssen“, erklärt Stefan Nürnberger, Leiter des Smart Systems Lab am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI).
Der CAN-Bus wurde 1983 von der Automobilindustrie entwickelt, um die Verlegung meterlanger Kabel in Autos zu vermeiden. Der Vorteil einer Busarchitektur liegt darin, dass nur eine einzige Übertragungsleitung verwendet wird, die alle Geräte miteinander verbindet und deren Kommunikation ermöglicht. Der CAN-Bus verbindet nicht nur Sensoren, beispielsweise zur Geschwindigkeitsregelung, sondern auch Aktoren wie Servomotoren. Auch Lenksysteme, wie etwa ein Einparkassistent, senden ihre Befehle über den CAN-Bus. „Aus IT-Sicherheitssicht hat dies jedoch einen entscheidenden Nachteil: Sobald ein Angreifer die Kontrolle über eines der Geräte im Bus erlangt, kann er sich als anderes Gerät ausgeben und gefälschte Nachrichten erzeugen“, erklärt Nürnberger.
Daher arbeitet Nürnberger mit Christian Rossow, Professor für IT-Sicherheit an der Universität des Saarlandes, zusammen, um sicherzustellen, dass Komponenten wie der Notbremsassistent im CAN-Bus die Authentizität des Absenders oder die Richtigkeit der gesendeten Informationen nicht infrage stellen. Die hierfür entwickelte Software „vatiCAN“ erreicht dies, da nur ein autorisierter Absender die erforderlichen Authentifizierungscodes an seine Nachrichten anhängen kann.
Dies ermöglicht folgende Sicherheitsprüfung: Der Notbremsassistent sendet seinen Befehl wie gewohnt an die Bremsen. Anschließend berechnet er mithilfe eines geheimen Schlüssels einen Authentifizierungscode, der nur für ein einzelnes Datenpaket gültig ist und ebenfalls an die Bremsen gesendet wird. Die Bremsen selbst berechnen den Authentifizierungscode und vergleichen ihn mit dem über den CAN-Bus gesendeten. Stimmen die Codes überein, können die Bremsen sicher sein, dass die Nachricht nicht manipuliert wurde, und den Befehl ausführen. „Die Bremsen wissen indirekt, dass die Nachricht nur vom Bremsassistenten stammen kann, da dieser den korrekten Code sonst nicht hätte berechnen können“, erklärt Nürnberger. Um
anderen Angriffen, wie dem Aufzeichnen und erneuten Senden von Nachrichten (Replay-Angriffen), entgegenzuwirken, fügen die Forscher der Nachricht einen Zeitstempel hinzu. Ist dieser nicht aktuell, ist die Nachricht fehlerhaft. „Durch die zusätzlichen Berechnungen verlängert sich die Nachrichtenübertragung nur um zwei Millisekunden“, berichtet Nürnberger, der vatiCAN in einer handelsüblichen Limousine getestet hat. Dies ist auch für Regelungsvorgänge akzeptabel, bei denen eine sofortige Reaktion erforderlich ist. „Bei einer Verzögerung der Datenpakete um zwei Millisekunden verlängert sich der Bremsweg bei einer Geschwindigkeit von 130 km/h um sieben Zentimeter“, so Nürnberger. Die Forscher haben ihre Methode bereits auf der internationalen Konferenz in Santa Barbara, Kalifornien, vorgestellt. Ihre Software ist kostenlos nutzbar und kann online heruntergeladen werden.
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