OT-Sicherheit: Wahrung der Integrität industrieller Systeme und kritischer Infrastrukturen

Angesichts eines exponentiellen Anstiegs von Cyberangriffen auf industrielle Umgebungen – einem Anstieg von über 87 % innerhalb eines Jahres – gilt die OT-Sicherheit nunmehr als strategische und dringende Herausforderung. Während sich herkömmliche IT-Netzwerke zunehmend mit industriellen Systemen verbinden, wird der Schutz lebenswichtiger Infrastrukturen wie Kraftwerke, Wasseranlagen oder Verkehrseinrichtungen zu einer großen Herausforderung. Diese industriellen Steuerungssysteme, die physische kritische Prozesse in Echtzeit regulieren, erfordern erhöhte Wachsamkeit und spezifische Strategien, um ihre Integrität zu bewahren und die Kontinuität der für unsere Gesellschaft unerlässlichen Betriebsabläufe sicherzustellen.

In diesem Kontext beschränkt sich industrielle Cybersicherheit nicht mehr nur auf den Schutz von Daten, sondern muss die Resilienz der OT-Geräte und -Netzwerke gewährleisten. Das Verständnis der grundlegenden Unterschiede zwischen OT- und IT-Sicherheit, die Beherrschung der wesentlichen Verteidigungsprinzipien industrieller Systeme sowie eine proaktive Risikomanagementstrategie sind unverzichtbare Schritte für jede Organisation, die kritische Infrastrukturen betreibt. Im Verlauf dieses Artikels werden wir diese wesentlichen Aspekte detailliert erläutern und aufzeigen, wie eine rigorose OT-Sicherheit nicht nur größere Eindringlinge und Ausfälle verhindern kann, sondern auch die Nachhaltigkeit und Zuverlässigkeit öffentlicher und industrieller Dienste gewährleistet.

Verstehen der OT-Sicherheit: wesentliche Herausforderungen und Besonderheiten industrieller Systeme

Die OT-Sicherheit, oder Sicherheit der operationellen Technologien, betrifft den Schutz von Hardware und Software, die physische Geräte in industriellen Prozessen steuern. Im Gegensatz zur klassischen Cybersicherheit, die sich auf den Schutz immaterieller Informationen konzentriert, wirkt die OT-Sicherheit direkt auf materielle Elemente wie Ventile, Pumpen oder Roboter, die in Produktionslinien eingesetzt werden.

Dieser Kontakt mit der realen Welt verleiht der OT-Sicherheit eine ganz besondere Dimension: Ein Steuerungsfehler oder eine unerlaubte Eindringung in diese Systeme kann unmittelbare und häufig irreversible Folgen haben. Zum Beispiel kann eine fehlerhafte Anweisung an eine Pumpe zu einem Überdruck führen, hydraulische Anlagen ernsthaft beschädigen und die auf dem Gelände anwesenden Bediener gefährden.

Industrielle Systeme bestehen oft aus programmierbaren Steuerungen (PLC), SCADA-Systemen (Supervisory Control and Data Acquisition) und anderen speziellen Geräten, die Protokolle verwenden, die wenig oder gar nicht gesichert sind. Ihre Verletzlichkeit ist umso größer, als diese kritischen Infrastrukturen – Energie, Wasser, Verkehr – vollständig von diesen Systemen abhängen. Ein schwerwiegender Ausfall auf dieser Ebene kann ganze Regionen lahmlegen, was die Wichtigkeit der Stärkung der OT-Sicherheit unterstreicht.

Darüber hinaus macht die Komplexität industrieller Umgebungen ihren Schutz besonders schwierig. Die Sicherheit muss verstärkt werden, ohne die Echtzeit-Produktionsprozesse zu stören, deren Stillstand beispielsweise stündlich Millionen Euro kostet. Die OT-Sicherheit ist daher ein Bereich, der besondere Expertise erfordert, eine Kombination aus Feldkenntnis, Verständnis für industrielle Zwänge und Beherrschung digitaler Risiken.

Grundlegende Unterschiede zwischen OT- und IT-Sicherheit: manchmal gegensätzliche Prioritäten

Die OT- und IT-Sicherheit (Informationstechnologie) verfolgen ein gemeinsames Ziel des Schutzes, unterscheiden sich jedoch grundlegend in ihren Prioritäten. Im IT-Bereich liegt der Fokus vor allem auf Vertraulichkeit und Datenintegrität. Bei OT steht die Verfügbarkeit und Kontinuität industrieller Abläufe an erster Stelle.

Ein IT-Ausfall im Büro kann die Arbeit verlangsamen, stellt jedoch in der Regel keine direkte Gefahr für Personen oder Infrastrukturen dar. Umgekehrt kann ein Ausfall in einem OT-System schwerwiegende physische Folgen haben und dabei Bediener, die Umwelt oder sogar die nationale Sicherheit gefährden. Beispielsweise kann ein schlecht gesteuerter Roboter in einer Fertigungslinie einen Arbeiter schwer verletzen, während ein Fehler in einem Kraftwerk einen großflächigen Stromausfall verursachen kann.

Diese Zielsetzungskluft bringt auch unterschiedliche Anforderungen an die Verwaltung von Updates mit sich. IT-Systeme können häufiges Neustarten und regelmäßige Patch-Installationen verkraften. Industrielle Geräte hingegen müssen über Jahre ohne Unterbrechung funktionieren, was Updates komplexer zu planen macht und teure Ausfallzeiten riskiert.

Der Schutz industrieller Systeme basiert auf spezifischen Architekturen, die oft durch Standards wie das Purdue-Modell geleitet werden, welches die strikte Segmentierung von Netzwerken zur Begrenzung der Ausbreitung von Angriffen fordert. Zudem verwenden die meisten OT-Geräte proprietäre oder wenig gesicherte Protokolle ohne native Verschlüsselung, was neue Herausforderungen beim Schutz von OT-Netzwerken mit sich bringt.

Kriterium	IT-Sicherheit	OT-Sicherheit
Hauptpriorität	Datenschutz	Verfügbarkeit der Ausrüstung
Auswirkung eines Ausfalls	Datenverlust, Verlangsamung	Physische Risiken und industrielle Unterbrechung
System-Updates	Häufig mit Neustarts	Selten, geplante und beschränkte Wartung
Kommunikationsprotokolle	Standardisiert und gesichert	Oft proprietär und unverschlüsselt

Diese Gegensätzlichkeit rechtfertigt einen speziellen Ansatz zum Schutz industrieller Systeme, der sich von der klassischen Cybersicherheit unterscheidet, ihr aber ergänzend zur Seite steht.

Beispiel: Angriff auf Energieinfrastrukturen im Jahr 2024

Ein digitaler Angriff in Europa im Jahr 2024 hat gezeigt, wie anfällig OT-Systeme für Cyberintrusionen sind. Durch Ausnutzung einer Schwachstelle in der Verbindung zwischen IT- und OT-Netzwerken gelang es Hackern, die Stromversorgung mehrere Stunden lang zu stören und massive Ausfälle zu verursachen. Dieses Ereignis verdeutlichte die dringende Notwendigkeit, die OT-Netzwerke zu schützen, um katastrophale Folgen großflächig zu vermeiden.

Grundprinzipien und fortgeschrittene Strategien zur Gewährleistung der OT-Sicherheit

Die Aufrechterhaltung der Sicherheit von OT-Systemen basiert auf mehreren grundlegenden Prinzipien. Zunächst muss die industrielle Sicherheit (Safety) oberste Priorität behalten. Das bedeutet, dass jede Sicherheitsmaßnahme niemals die Not-Aus-Mechanismen oder den physischen Schutz der Bediener beeinträchtigen darf. Die OT-Sicherheit ergänzt und stärkt somit die Safety, ohne sie zu gefährden.

Ein weiterer wichtiger Grundpfeiler ist die strikte Netzwerksegmentierung. Durch das Errichten robuster Barrieren zwischen Büroumgebungen und industriellen Bereichen werden die Risiken einer Kreuzkontamination drastisch verringert. Beispielsweise verhindert die Isolierung kritischer Zonen, dass Malware aus dem IT-Netzwerk die speicherprogrammierbare Steuerung einer Produktionslinie erreicht.

Ebenfalls entscheidend ist eine rigorose Authentifizierung. Es ist wesentlich, eine granular kontrollierte Zugangskontrolle einzuführen, wobei jeder Benutzer streng auf seine Funktionen beschränkte Rechte erhält. Multifaktor-Authentifizierung wird insbesondere für Fernzugriffe unverzichtbar, die häufig von Wartungsteams genutzt werden.

• Umfassendes Inventar der Geräte: Präzise Kenntnis aller verbundenen Assets, ihrer Versionen und Konfigurationen, um die Angriffsfläche besser beurteilen zu können.
• Proaktive Verwaltung von Schwachstellen: Strikte Planung von Updates und Patch-Ausrollungen, oft eine komplexe Aufgabe in industriellen Umgebungen.
• Virtuelles Patchen: Einsatz von Firewalls zur temporären Blockierung von Angriffen, die unbehebbaren Schwachstellen ausnutzen.
• Dauerhafte Überwachung: Erkennung von OT-Intrusionen durch Systeme zur Analyse von Netzwerkflüssen und abnormen Verhaltensweisen, die für industrielle Protokolle spezifisch sind.
• Geeignete Reaktionspläne: Klar definierte Verfahren zum Isolieren infizierter Geräte, Umschalten in den manuellen Modus und Wiederherstellung der Konfigurationen.

Diese kombinierten Prinzipien gewährleisten eine robuste Verteidigung gegen eine breite Palette von digitalen Bedrohungen, die essenzielle Infrastrukturen ins Visier nehmen.

Überwachung, Erkennung und Reaktion bei Vorfällen: Schlüssel zur industriellen Resilienz

Die permanente Überwachung kritischer Anlagen ist ein zentraler Bestandteil der OT-Sicherheit. Im Gegensatz zu IT-Umgebungen, in denen die Erkennung aktiv erfolgen kann, bevorzugt die OT-Überwachung häufig eine passive Abhörmethode, um die Echtzeitprozesse nicht zu stören. Spezialisierte Netzwerksensoren analysieren die Kommunikation zwischen Steuerungen und Kontrollsystemen und erkennen jede Anomalie, illegitime Befehle oder neue nicht autorisierte Geräte.

Die eingesetzten Monitoring-Tools sind in der Lage, spezifische industrielle Protokolle wie Modbus, Profinet oder DNP3 zu dekodieren und komplexe technische Signale in für Sicherheitsteams nutzbare Alarme umzuwandeln. So wird eine unrechtmäßige Veränderung eines sensiblen Parameters schnell erkannt und gemeldet.

Parallell dazu müssen ausführliche Incident-Management-Pläne sorgfältig vorbereitet werden, wobei die besondere Natur industrieller Hardware berücksichtigt wird. Die Isolation einer kompromittierten Steuerung unterscheidet sich wesentlich vom bloßen Blockieren eines IT-Servers. Die Teams müssen geschult sein, schnell und sicher zu agieren und bei Bedarf die Kontrolle in den manuellen Modus zu versetzen.

Die Zusammenarbeit zwischen IT-Experten und OT-Ingenieuren ist ebenfalls grundlegend. Diese Synergie, oft über ein dediziertes Security Operations Center orchestriert, ermöglicht eine einheitliche Reaktion auf komplexe Angriffe, die beide Bereiche durchdringen. Die Korrelation von Ereignissen aus IT- und OT-Netzwerken erleichtert das schnelle Verständnis der Angriffe und beschleunigt Entscheidungen in Krisensituationen.

Schulung der Teams und unverzichtbare Standards für optimale OT-Sicherheit

OT-Sicherheit beruht nicht nur auf Technologie, sondern hängt auch stark vom Menschen ab. Mitarbeiter, die in industriellen Infrastrukturen tätig sind, werden häufig Ziel von Phishing-Angriffen, die darauf abzielen, Zugangsdaten zu erlangen oder Schadsoftware über USB-Sticks einzuschleusen. Unwissenheit über die Risiken begünstigt oft die Anfangsphase der Angriffe.

Es ist daher notwendig, eine echte Sicherheitskultur zu etablieren, um jeden Mitarbeiter zu einer starken Verteidigungslinie zu machen. Schulungen müssen an den industriellen Kontext angepasst sein und konkrete, realistische Szenarien enthalten. Zum Beispiel kann das Lernen, die Nutzung unbekannter Speichermedien abzulehnen oder verdächtige E-Mails zu erkennen, schwere Vorfälle verhindern.

Regelmäßige Krisensimulationen, an denen sowohl Produktionsteams als auch Sicherheitsspezialisten teilnehmen, erlauben die Bewertung der kollektiven Reaktionsfähigkeit und das Schließen prozeduraler Lücken, bevor ein realer Angriff eintritt. Das Engagement der Geschäftsleitung ist entscheidend, um diese Sensibilisierungsmaßnahmen zu fördern und zu legitimieren.

Schließlich strukturieren internationale Normen den Ansatz der OT-Sicherheit. Die Norm IEC 62443 gilt als der bekannteste Referenzrahmen und definiert präzise Anforderungen an die Gestaltung, den Betrieb und die Wartung sicherer industrieller Systeme. Darüber hinaus bietet der Leitfaden NIST SP 800-82 detaillierte Empfehlungen für die Umsetzung bewährter Praktiken, während die OWASP IoT-Liste wichtige Schwachstellen von industriellen vernetzten Geräten benennt. Der Rahmen MITRE ATT&CK ICS ergänzt diese Referenzen durch eine Kartografie der Angriffstechniken, die speziell auf industrielle Umgebungen abzielen.

Norm / Referenz	Beschreibung	Hauptziel
IEC 62443	Internationaler Standard für industrielle Cybersicherheit	Definieren von Anforderungen zum Schutz von OT-Systemen in Design- und Betriebsphasen
NIST SP 800-82	US-Leitfaden zur Absicherung industrieller Systeme	Anbieten eines umfassenden Rahmens für das OT-Risikomanagement
OWASP IoT Top 10	Liste der wichtigsten Schwachstellen industrieller vernetzter Objekte	Entwickler auf die kritischsten Lücken hinweisen, die behoben werden müssen
MITRE ATT&CK ICS	Wissensbasis über OT-Angriffs-Taktiken und -Techniken	Ermöglichen von Angriffssimulationen und -analysen zur Verbesserung der Verteidigung