FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KURZZEITDYNAMIK, ERNST-MACH-INSTITUT, EMI
Mehr Sicherheit für europäische Flughäfen
Wissenschaftler*innen des Geschäftsfelds Sicherheit und Resilienz vom Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI, sind mit ihrer Forschung am europäischen Projekt SATIE beteiligt, das von 2019 bis 2021 durchgeführt wird. Das Akronym steht für ,Security of Air Transport Infrastructure of Europe’. Im Projekt arbeiten Kooperationspartner*innen aus Deutschland, Frankreich, Österreich, Italien, Spanien, Polen, der Slowakei, Griechenland, Kroatien und Portugal zusammen. Das Projekt zielt auf eine verbesserte Sicherheit sowie Resilienz von Flughafeninfrastrukturen ab.
Flughäfen sind mit der täglichen Herausforderung konfrontiert, den Betrieb aufrechtzuerhalten und gleichzeitig den Schutz der Passagier*innen zu gewähren. Der Fokus des Forschungsprojekts liegt darauf, Mechanismen für einen besseren Schutz vor kombinierten cyber-physischen Angriffen auf die Flughafeninfrastruktur zu entwickeln. Dafür wird ein Sicherheits-Toolkit entwickelt, das vor solchen Bedrohungen koordiniert und effektiv schützen soll und von einem System zur Verbesserung des Situationsbewusstseins unterstützt wird.
Ganzheitlicher Ansatz des Sicherheits-Toolkits
Das SATIE-Projekt verfolgt mit seinem Sicherheits-Toolkit einen ganzheitlichen Ansatz, durch den die Prävention, Feststellung, Vermeidung und Reaktion auf Bedrohungen gewährleistet und die Resilienz interdependenter Infrastrukturen verbessert werden sollen. Gleichzeitig sollen kritische Systeme, sensible Daten, Passagiere und das Gepäck geschützt sein. Das Toolkit umfasst mehrere innovative Elemente und ebnet den Weg für eine neue Generation von Sicherheitssystemen. Diese Elemente sind unter anderen ein „Correlation Engine“, der Informationen von Sensoren sowie Systemen sammelt und bei Sicherheitsvorfällen in Echtzeit einen Alarm auslöst; ein „Incident Management Portal“, das gesammelt einen Überblick über alle Alarmmeldungen sowie über alle Informationen zu Sicherheitsvorfällen bereitet. Schließlich umfasst das Sicherheits-Toolkit eine „Impact Propagation Simulation“, ein „Investigation Tool“ und ein „Crisis Alerting System“.
Die Untersuchung der Wirkungsausbreitung mit Netzwerk- und agentenbasierten Modellen liegt beim Fraunhofer EMI
Die „Impact Propagation Simulation“ des Sicherheits-Toolkits wird von Forscher*innen des Geschäftsfelds Sicherheit und Resilienz am Fraunhofer EMI entwickelt. Die Simulation wird mithilfe eines Netzwerkmodells und eines agentenbasierten Modells (ABM) durchgeführt, die in Form eines Hybridmodells miteinander kombiniert werden. Beim Netzwerkmodell kommt das Simulationstool CaESAR zum Einsatz, das Kaskadeneffekte innerhalb kritischer Infrastrukturen und über deren Grenzen berechnet. Mit der Verwendung des CaESAR-Tools zielen die Wissenschaftler*innen darauf ab, die Wirkungsausbreitung von Bedrohungen in vernetzten Infrastruktursystemen zu modellieren, systemische Schwächen ausfindig zu machen, Bewältigungsstrategien für diese zu entwickeln, sowie die Resilienz dieser Zusammenhänge zu erhöhen. Durch das CaESAR-Tool werden Systeme topologisch in Form von Knotenpunkten und Vernetzungslinien simuliert. Auch können Maßnahmen in die Simulation des Tools integriert werden, durch die Gefährdungen vermieden werden können. Auf diese Weise kann die Resilienz kritischer Infrastrukturen, wie zum Beispiel die eines Flughafens, verbessert werden. Da eine Transformation von Cyber- zu physischen Gefährdungen möglich ist, wurde dieses Netzwerkmodell, einschließlich des CaESAR-Tools, mit dem agentenbasierten Modell kombiniert. Speziell für das SATIE-Projekt wurde ein agentenbasiertes Modell entwickelt, das auf das Verhalten von Passagier*innen am Flughafen ausgerichtet ist. Das ABM wird ausgeführt, sobald es registriert, dass sich eine Transformation von Cyber- zu physischen Bedrohungen ereignet oder wenn kritische Knotenpunkte wie Angestellte oder Passagier*innen gefährdet sind. So ergänzen sich die beiden Modelle, indem durch das Netzwerkmodell ein holistischer Überblick geboten wird und durch das ABM Prozesse und das Verhalten von Passagier*innen im Detail beleuchtet werden können. Auf diese Weise wird eine präzise Erfassung der Verbreitungsauswirkung von Bedrohungen möglich.
Validierung des Toolkits anhand von Szenarien
Für die Validierung wird das Toolkit in fünf Szenarien geprüft. Das erste Szenario umfasst beispielsweise eine Cyber-Attacke auf mehrere Flughafensysteme, die Unsicherheit bei den Passagieren auslöst und zu einer ungeplanten Evakuierung des Gebäudes führt. Durch die Evakuierung des Flughafens wird die Sicherheit der Passagiere jedoch erneut gefährdet, da so das Risiko ansteigt, Opfer eines möglichen physikalischen Angriffs zu werden. Die Validierung im Testumfeld findet auf zwei Plattformen statt: einerseits virtuell und im Internet und andererseits mit spezifischen Flughafensystemen, um möglichst realitätsnahe Sicherheitssimulationen durchführen zu können. Die Resultate der Simulationen sollen in den Flughäfen von Athen, Mailand und Zagreb vor Sicherheitspersonal, Polizei und lokalen Interessenvertreter*innen demonstriert werden.
Projektförderung durch „Horizon 2020“
Das Projekt erhält eine Förderung vom EU-Forschungs- und Innovationsprogramm „Horizon 2020“ unter der Zuwendungsvereinbarung Nummer 832969. Diese Publikation spiegelt ausschließlich die Sichtweisen der Autoren wider, und die Europäische Union kann für jegliche Nutzung der enthaltenen Informationen nicht verantwortlich gemacht werden. Weitere Informationen zum Projekt: http://satie-h2020.eu/.