Verfahren und Vorrichtung zur rückwirkungsfreien unidirektio- nalen Übertragung von Daten an einen abgesetzten Anwendungsserver

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt zur rückwirkungsfreien unidirek- tionalen Übertragung von Daten von einer ersten Netzwerkzone zur Auswertung an einen abgesetzten Anwendungs Server in einer zweiten Netzwerkzone. Insbesondere handelt es sich bei der ersten Netzwerkzone um ein sicherheitsrelevantes Netzwerk, beispielsweise ein Sicherheitsnetz einer Bahnsicherungsanlage oder einer Automatisierungsanlage. Die zweite Netzwerkzone unterliegt geringeren Sicherheitsanforderungen und kann beispielsweise ein Büronetz oder eine über ein Büronetz oder auch das Internet angebundene Auswertungszone, auch als Back ^¬ endzone oder Cloud bezeichnet, sein.

Mittels einer Datendiode bzw. einem One-Way-Gateway soll üblicherweise erreicht werden, dass ein Informationsfluss nur in eine Richtung, insbesondere zwischen Netzwerkzonen unterschiedlicher Sicherheitsrelevanz, möglich ist. Solche Zonenüberschreitenden Sicherheitslösungen, auch Cross-Domain Secu- rity Lösungen genannt, werden bislang für spezielle Bereiche in der Behördenkommunikation verwendet, in denen hohe Sicherheit sanforderungen gelten und in denen eine Sicherheitsklassifikation von Dokumenten beziehungsweise Informationen vorliegt. Durch eine Cross-Domain Security Lösung wird ein auto ^¬ matisierter sicherer Austausch von Dokumenten und Nachrichten wie beispielsweise E-Mails, zwischen unterschiedlich hohen Sicherheitszonen realisiert.

Aus der WO 2012/170485 ist eine solche Cross-Domain-Security- Lösung bekannt, bei der eine virtuelle Maschine den Informa ^¬ tionstransfer zwischen zwei Informationsdomänen kontrolliert. Dabei wird jedoch eine spezielle Sendekomponente und eine spezielle Empfangskomponente zusätzlich zur eigentlichen Da ^¬ tendiode benötigt, so dass ein eigentlich bidirektionales Kommunikationsprotokoll, wie zum Beispiel das File Transfer Protocol FTP oder das Hypertext Transfer Protocol HTTP, über eine Datendiode hinweg realisiert werden kann.

Aus der US 7,941,526 Bl ist des Weiteren ein auf einem Sende ^¬ knoten vorgesehener spezieller Syslog-Daemon bekannt, wobei der Sendeknoten über eine unidirektionale Datenverbindung mit einem Empfangsknoten verbunden ist und der spezielle Syslog- Daemon dazu konfiguriert ist, eine Syslog-Nachricht von einem Syslog-Sender zu empfangen, einen Teil von IP-Informationen des Syslog-Senders in den Nachrichtenteil der empfangenen Syslog-Nachricht einzufügen und die resultierende Syslog- Nachricht an die Einweg-Datenverbindung weiterzuleiten, so dass die resultierende Syslog-Nachricht über die unidirektio ^¬ nale Datenverbindung an einen Syslog-Empfänger gesendet werden kann, der kommunikativ mit dem Empfangsknoten verbunden ist. Dabei wird der potenzielle Konflikt zwischen Syslog- Datenübertragungsanwendungen und unidirektionalen Datenübertragungsanwendungen gelöst, welche IP-Informationen aus Daten entfernen bevor diese über eine Einweg-Datenverbindung übertragen werden, was zu einer weiteren Verbesserung der Netzwerksicherheit durch deren Kombination führt.

Bei einer Kopplung von industriellen Steuerungsnetzwerken mit einem Büronetzwerk, einem öffentlichen Internet oder anderen Steuerungsnetzwerken steht eine rückwirkungsfreie Übertragung im Vordergrund. Hierzu werden üblicherweise herkömmliche Firewalls verwendet, die die bidirektionale Datenkommunikati ^¬ on nach konfigurierbaren Filterregeln beschränken. Solche Lösungen garantieren jedoch nicht die Rückwirkungsfreiheit be ^¬ ziehungsweise nicht in der erforderlichen Güte, die bei in ^¬ dustriellen Steuerungsnetzwerken erforderlich ist. Rückwirkungsfreiheit bedeutet dabei, dass durch die Übertragung von einer Netzwerkzone mit hoher Sicherheitsrelevanz in eine we- niger sichere Netzwerkzone keinerlei Daten in die Sicher ^¬ heit srelevante Netzwerkzone eingebracht werden.

Von der Firma Waterfall ist eine unidirektionale Cloud- Connect-Box bekannt, siehe http : //static . waterfall- security . com/Unidirektional-CloudConnect-Brochure .pdf . Diese Lösung umfasst eine unidirektionale Datendiode mit einer Sen ^¬ deeinheit und einer Empfangseinheit, die unterschiedlichste Netzwerkprotokolle der sicherheitsrelevanten Netzwerkzone, sowohl auf der Empfangs seite der sicherheitsrelevanten Zone als auch auf einer Empfangseinheit, die zur weniger Sicherheit srelevanten zweiten Netzwerkzone Daten weitergibt, unter- stüt zt .

Für Netzwerkprotokolle, die in sicherheitsrelevanten Netzwerkzonen verwendet werden, müssen üblicherweise Sicherheits ^¬ zertifizierungen zum Nachweis der funktionalen Sicherheit (Safety) durchgeführt werden. Dies führt dazu, dass Netzkom ^¬ ponenten mit solchen Protokollimplementierungen nur mit einer erneuten Zertifizierung geändert werden können. Neue Protokollimplementierungen oder auch andere Protokolle können auf solchen Komponenten somit kaum oder nur mit hohen Aufwänden und Kosten eingeführt werden. Andererseits werden Auswerte ^¬ dienste immer häufiger in einer von der sicherheitsrelevanten Netzwerkzone abgesetzten zentralen Netzwerkzone, auch als Cloud oder Backendzone bezeichnet, durchgeführt, die unter ^¬ schiedliche Anforderungen an die Eingangsdaten stellen.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige und flexibel anpassbare Lösung für die rück ^¬ wirkungsfreie, unidirektionale Übertragung von Daten zu schaffen, die bevorzugt sowohl für Datendioden basierte Cros s-Domain-Security-Lösungen als auch rückwirkungsfreie unidirektionale Daten-Gateway-Lösungen für industrielle Anwendungsbereiche geeignet ist.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren, bezie ^¬ hungsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den unab- hängigen Ansprüchen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt .

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur rückwirkungsfreien unidirektionalen Übertragung von Daten von einer ersten Netzwerkzone zur Auswertung an einen abgesetzten Anwendungsserver in eine zweite Netzwerkzone, mit nachfolgend genannten Verfahrens schritten : Einem Erfassen der Daten, die in einem Netzdatenformat übertragen werden, in der ersten Netzwerkzone, ein Transformieren der Daten von dem Netzdatenformat in ein Transportdatenformat sowie ein unidi- rektionales Übertragen der Daten in Transportdatenformat in die zweite Netzwerkzone, einem Rück-Trans formieren der Daten vom Transportdatenformat und ein Übermitteln der Daten an einen Anwendungsserver, wobei das Rücktransformieren in einer räumlich von der ersten Netzwerkzone abgesetzten zweiten Netzwerkzone durchgeführt wird.

Durch das Verfahren ist eine kostengünstige und flexibel an ^¬ passbare Lösung für Datendioden-basierte Cross-Domain- Security-Lösungen als auch für rückwirkungsfreie unidirektio- nale Gateway-Lösungen für industrielle Steuerungsnetzwerke möglich, da die Datendiode selbst keine Konvertierungsvor ^¬ richtung umfasst, die einerseits einer Freigabe für die Ver ^¬ wendung im direkten Kontakt mit der ersten sicherheitsrele ^¬ vanten Netzwerkzone benötigt. Damit können auch nicht zerti ^¬ fizierte und freigegebene Versionen des Netzwerkprotokolls zum Datenimport verwendet werden, die frei aktualisiert wer ^¬ den können. Andererseits ist es damit möglich, preiswert er ^¬ hältliche Datendioden bzw. One-Way-Gateways, z.B. eine soge ^¬ nannte Data Capture Unit, ein Network Tap oder einen Netz ^¬ werk-Switch mit Port-Spiegelung (Port Mirroring) zu verwenden, um eine rückwirkungsfreie Einwegübertragung zu realisie ^¬ ren, anstatt sehr teure, für spezielle Anwendungsgebiete und Sicherheitsnetze sowie Netzwerkprotokolle angepasste Hard ^¬ ware-Datendioden einsetzen zu müssen. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird beim Transformieren der Netzdaten von einem Netzdatenformat in ein Transportdatenformat eine Protokollformatumwandlung von einem Netzwerkprotokoll, das in der ersten Netzwerkzone zur Übertragung der Netzdaten verwendet wird, in ein Transportprotokoll, das zur Übertragung der Netzdaten in die zweite Netzwerkzone verwendet wird, durchgeführt. Das Netzwerkprotokoll unterstützt eine bidirektionale Kommunikation, während das Transportpro ^¬ tokoll lediglich eine unidirektionale Kommunikation unter- stüt zt .

Dies hat den Vorteil, dass keinerlei Daten durch die Übertra ^¬ gung über eine Datendiode zurück in die erste Netzwerkzone erzeugt und gesendet werden. Dies gewährleistet beziehungs ^¬ weise verbessert die Rückwirkungsfreiheit der Datendiode. Mit Rückwirkungsfreiheit wird dabei bezeichnet, wenn keinerlei Nachrichtendaten oder sonstigen "Verunreinigungsbits" durch die Übertragung der Transportdaten in die zweite Netzwerkzone, in die erste Netzwerkzone eingebracht werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform werden in das Transportdatenformat Informationen zum verwendeten Netzwerkproto ^¬ koll eingebracht .

Damit umfasst das Transportdatenformat ausreichend Informati ^¬ on über das Netzwerkprotokoll, um eine Rücktransformation al ^¬ leine aus diesen Informationen zu ermöglichen. Damit wird eine Entkopplung der Datenübertragung zwischen erster Netzwerkzone und dem unidirektionalen Übertragen der Daten in die zweite Netzwerkzone und der Auswertung der Daten in einer zweiten abgesetzten Netzwerkzone erreicht.

In einer vorteilhaften Ausführungsform werden beim Transformieren die Daten redundant codiert und/oder den Daten Fehlererkennungscodes hinzugefügt. Dies reduziert das Risiko einer fehlerhaften oder unvollständigen Übertragung der Daten in die zweite Netzwerkzone.

In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Daten beim Transformieren kryptographisch geschützt, insbesondere eine kryptographische Prüfsumme hinzugefügt und/oder die Daten verschlüsselt .

Durch eine entsprechende kryptographische Prüfsumme und/oder dem Verschlüsseln der Daten bei der Transformation vom Netzdatenformat in das Transportdatenformat sind die Daten be ^¬ reits bei der Übertragung über eine unidirektionale Übertra ^¬ gungseinheit gegenüber Manipulationen gesichert. Bei einem nicht erlaubten Mithören oder Abzweigen der Daten im Transportdatenformat durch einen Angreifer kann dieser die Daten nicht in Klartext auslesen oder die Daten unbemerkt manipu ^¬ lieren .

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine kryptographisch gesicherte Kommunikationsverbindung zur Übertragung der Daten im Transportdatenformat in der zweiten Netzwerkzone verwendet .

Beispielsweise werden die Daten im Transportdatenformat über eine Kommunikationsverbindung entsprechend dem Transportschicht-Sicherheit sprotokoll TLS innerhalb der zweiten Netz ^¬ werkzone übertragen. Eine solche Kommunikationsverbindung wird vorzugsweise von einem von einer unidirektionalen Übertragungsvorrichtung separierten Daten-Gateway aufgebaut, um eine Verpflichtung zur Zertifizierung und Freigabe zu vermeiden. Dadurch kann insbesondere eine Realisierung des Sicherheit sprotokolls zeitnah aktualisiert (gepatcht) werden, wenn Schwachstellen bekannt werden. Die Daten im Transportdatenformat werden somit über ein herkömmliches Netzwerkprotokoll als Nutzdaten zu einem Anwendungsserver, das heißt einem Web- Dienst übertragen. Damit ist eine hohe Kompatibilität der Lö ^¬ sung mit vorhandenen Backend-Technologien gegeben. Anstatt oder zusätzlich zum Transportschicht-Sicherheitsprotokoll TLS können zur Übertragung der Daten im Transportdatenformat über eine Kommunikationsverbindung innerhalb der zweiten Netzwerkzone auch andere bzw. weitere Sicherheitsprotokolle verwendet werden, z.B. IPsec/IKEv2, S/MIME, Cryptographic Message Syntax (CMS), JSON Web Encryption (JWE), JSON Web Signature (JWS) .

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung zur rückwirkungsfreien unidirektiona- len Übertragung von Daten von einer ersten Netzwerkzone in eine zweiten Netzwerkzone zur Auswertung in einem abgesetzten Anwendungsserver, der folgende Komponenten aufweist: eine Da- tenexporteinrichtung, die in der ersten Netzwerkzone angeordnet ist und die derart ausgebildet ist, die Daten, die in ei ^¬ nem Netzdatenformat in der ersten Netzwerkzone übertragen werden, zu erfassen und die Daten von dem Netzdatenformat in ein Transportdatenformat zu transformieren, eine unidirektio- nale Datenübertragungseinheit, die derart ausgebildet ist, die Daten im Transportdatenformat in die zweite Netzwerkzone unidirektional zu übertragen, sowie eine Datenimporteinrich- tung, die derart ausgebildet ist, die Daten vom Transportda ^¬ tenformat in das Netzdatenformat zurück zu transformieren und die Daten an einen Anwendungsserver zu übermitteln, wobei die Datenimporteinrichtung und der Anwendungs Server in einer räumlich von der ersten Zone abgesetzten zweiten Netzwerkzone angeordnet sind.

Die Datenimporteinrichtung und der Anwendungsserver müssen nicht notwendigerweise in einer gemeinsamen Netzwerkzone an ^¬ geordnet sein. Sie können auch in unterschiedlichen Netzwerkzonen, die verschieden von der ersten Netzwerkzone sind, angeordnet sein. Dadurch ist eine weniger komplexe und kosten ^¬ günstigere Realisierung einer rückwirkungsfreien unidirektio- nalen Datendiode für Industrieanwendungen sowie eine auf einer Datendiode basierende Cross-Domain-Security-Lösung realisierbar . In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Übertragungsvorrichtung derart ausgebildet, die Weiterbildung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 2 bis 7 auszuführen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Datenimporteinrichtung derart ausgebildet mindestens eine weitere Trans ^¬ formation der Daten vom Netzdatenformat in ein weiteres Da ^¬ tenformat auszuführen.

Dadurch kann bereits in der Datenimporteinheit eine Anpassung des Datenformats für die Auswertung durch Anwendungsapplika ^¬ tionen oder den Anwendungsserver durchgeführt werden. Die Daten können somit flexibel unterschiedlichen Anwendungsappli ^¬ kationen oder Anwendungsservern bereitgestellt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Datenimporteinrichtung als Teil des Anwendungsservers ausgebildet.

Neben einer vom Anwendungsserver räumlich separiert ausgebildeten Datenimporteinrichtung, die innerhalb der zweiten Netzwerkzone beispielsweise über ein öffentliches Internet oder ein Büronetzwerk an die erste Netzwerkzone angebunden ist, kann die Datenimporteinrichtung vorteilhafterweise auch kombiniert als Teil des Anwendungsservers ausgebildet sein. Dies reduziert die Anzahl der zu betreibenden und damit zu wartenden Komponenten und kann somit kostengünstiger betrieben werden .

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Datenexport- einrichtung eine Speichereinheit zum persistenten Speichern der Daten in der ersten Netzwerkzone auf.

Diese Daten können in der ersten Netzwerkzone somit gesammelt und beispielsweise als Logdaten zur Rekonstruktion der Datenübertragung in der ersten Netzwerkzone verwendet werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Network-Tap, ein Spiegelungsport eines Netzwerkswitches oder eine Datendi- ode als unidirektionale Datenübertragungseinheit einsetzbar. Ein Network-Tap kann auch als Data Capturing Unit (DCU) be ^¬ zeichnet werden. Die Verwendung eines Spiegelungsports eines Netzwerkswitches wird auch aus Port Mirroring bezeichnet.

Diese Ausprägungen einer Datenübertragungseinheit weisen be ^¬ sonders gute Eigenschaften bezüglich Rückwirkungsfreiheit auf . In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zusätzlich ein Daten-Gateway, welches derart ausgebildet ist, eine kryptographisch gesicherte KommunikationsVerbindung zur Übertragung der Daten im Transportdatenformat, zur Daten- importeinrichtung einzurichten.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerpro ^¬ grammprodukt, das direkt in einen Speicher eines digitalen Computers ladbar ist und Programmcodeteile umfasst, die dazu geeignet sind, die Schritte des Verfahrens nach einem der An- sprüche 1-7 durchzuführen.

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Be- Schreibung näher erläutert. Es zeigen: ein herkömmliche Cross-Domain Sicherheits-Gateway gemäß dem Stand der Technik in schematischer Darstellung; ein rückwirkungsfreies Daten-Gateway für Steue ^¬ rungsnetzwerke gemäß dem Stand der Technik in sehe matischer Darstellung; Figur 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge ^¬ mäßes ÜbertragungsVorrichtung, insbesondere für Steuerungsnetzwerke, in schematischer Darstellung; Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsge ^¬ mäßen Übertragungsvorrichtung mit einer in einem Anwendungsserver integrierten Datenimporteinrich- tung in schematischer Darstellung;

Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge ^¬ mäßen Übertragungsvorrichtung, ausgebildet als eine Cross-Domain Security-Gateway in schematischer Darstellung;

Figur 6 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge ^¬ mäßen Übertragungsvorrichtung als Cross-Domain Security-Gateway in schematischer Darstellung; und

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Ablaufdiagramm .

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt ein herkömmliches Cross-Domain Security-Gateway 12 mit zwei Einweg-Kommunikationsstrecken 1, 2 auf Basis von Datendioden 8, 18. Die angebundenen Netzwerkzonen 11, 13 sind unterschiedlich klassifiziert, so dass einerseits eine Netz ^¬ werkzone 13 mit niedriger Sicherheitsanforderung und demgegenüber eine Netzwerkzone 11 mit hoher Sicherheitsanforderung 11 vorliegen. Ein Datentransfer auf der Einweg- Kommunikationsstrecke 1 ausgehend von der zweiten Netzwerkzo ^¬ ne 13 mit einer Sicherheitsklassifizierung „intern" ist in Richtung zur ersten Netzwerkzone 11 mit hohen Sicherheitsanforderungen und einer Klassifizierung als "Confidential " möglich, soweit der Inhalt der Daten nicht von einem Virusscanner 16 als bösartig erkannt wird. Die Nutzung der Datendiode 18 erfordert einen Bidirektional-zu-Unidirektional-Konverter 15 zur Konvertierung eines bidirektionalen Kommunikationsprotokolls, beispielsweise ein Transmission Control Protocol TCP, auf ein unidirektionales Kommunikationsprotokoll, bei ^¬ spielsweise das User Datagram Protocol UDP, für die Übertra- gung über die Datendiode 18. Nach der Datendiode 18 muss das unidirektionale Protokoll wieder durch einen Unidirektional- zu-Bidirektional-Protokoll-Konverter 14 zurück in ein bidirektionales Kommunikationsprotokoll gewandelt werden.

In Gegenrichtung auf der Einwegkommunikationsstrecke 2 von der ersten Netzwerkzone 11 in die zweite Netzwerkzone 13 ist ein Datentransfer nur möglich, wenn zu übertragende Daten bzw. ein zu übertragendes Dokument erfolgreich in einer Deklassifiziervorrichtung 7 deklassifiziert werden kann, beispielsweise von der Klassifizierung in "Confidential" auf "Intern" gemäß vorgegebener Deklassifizierungsregeln . Darauf werden die Daten in einem Bidirektional-zu-Unidirektional Konverter 5 transformiert und über die Datendiode 8 an einen Unidirektional-zu-Bidirektional Konverter 4 übergeben und zurücktransformiert. Die Daten selbst werden durch Nutzer Cl in der ersten Netzwerkzone 11 beziehungsweise Nutzer C2 in der zweiten Netzwerkzone 13 gesendet beziehungsweise empfan ^¬ gen .

Figur 2 zeigt nun eine herkömmliche Lösung mittels eines rückwirkungsfreien Einweg-Daten-Gateways 22 zum rückwirkungs ^¬ freien unidirektionalen Export von Daten aus einem Sicherheitsnetzwerk, das hier einer ersten Netzwerkzone 21 ent- spricht, in einen Anwendungs Server 29, der über ein öffentliches Netzwerk 24, beispielsweise einem Internet oder Büro ^¬ netzwerk, verbunden ist. Das öffentliche Netzwerk 24 sowie der Backend-Anwendungsserver 29 befinden sich somit in einer zweiten Netzwerkzone 23.

Eine Datensendeeinrichtung 25 in der ersten Netzwerkzone 21 sammelt Diagnosedaten von beispielsweise Steuergeräten Sl und überträgt das aktuelle Datenabbild zum Beispiel als Datei oder als binäres Datenobjekt, auch Binary Blob genannt, zyk- lisch über eine die Rückwirkungs freiheit garantierende Date ^¬ nübertragungseinheit 26 zu einer Datenempfangseinrichtung 27. Die Datensendeeinrichtung 25 kann auch als Oneway-Data- Provider oder Oneway-Publisher bezeichnet werden. Eine Datenempfangseinrichtung 27 empfängt die über die unidirektionale Datenübertragungseinheit 26 übermittelten Daten und kann auch als Oneway-Recipient oder Oneway-Subscriber bezeichnet wer ^¬ den. Die Datensendeeinrichtung 25 umfasst eine Oneway- Exportfunktion, um den Datenbestand, der Datenempfangseinrichtung 27 beispielsweise als binäres Datenobjekt bereitzu ^¬ stellen. Die Datenempfangseinrichtung 27 verfügt über eine Importfunktion, um den empfangenen Datenbestand zu importieren und zu interpretieren, sowie die enthaltenen Diagnosedaten, beispielsweise über ein Datengateway 28, zum Anwendungs ^¬ server 29 zu übertragen. Im Anwendungsserver 29 sind Anwendungsprogramme 30, 31, 32 zur Auswertung der übertragenen Da- ten enthalten.

Figur 3 zeigt nun ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer rückwirkungs freien Datenübertragungsvorrichtung 102 in einem industriellen Umfeld entsprechend Figur 2. Dabei sollen Daten von Nutzern oder Steuerungsgeräten Sl in einer ersten Netzwerkzone 21 in einer zweiten Netzwerkzone 23 zur Auswer ^¬ tung an einen Anwendungsserver 29 übertragen werden. Die Übertragung erfolgt innerhalb der zweiten Netzwerkzone 23 beispielsweise über ein zweite Datengateway 28, sowie über ein öffentliches Netzwerk 24 mit geringer Sicherheitsrele ^¬ vanz .

Die unidirektionale ÜbertragungsVorrichtung 102 umfasst eine Datenexporteinrichtung 105, eine unidirektionale Datenübert- ragungseinheit 106 sowie eine Datenimporteinrichtung 107, die abgesetzt von der Datenexporteinrichtung 105 sowie von der Datenübertragungseinheit 106 in der zweiten Netzwerkzone 23 ausgebildet ist. Die Datenimporteinrichtung 107 ist bei ^¬ spielsweise in einer Anwendungszone, oft auch als Cloud be- zeichnet, angeordnet.

In der Datenexporteinrichtung 105 werden die zu übertragenden Daten innerhalb der ersten Netzwerkzone 21 persistent, bei- spielsweise in einem Datenspeicher, gespeichert. Die Daten werden innerhalb der ersten Netzwerkzone 21 über eine Netzwerkverbindung gemäß einem Netzwerkprotokoll übertragen. Die Daten liegen in einem Netzdatenformat 110 vor. Typische Netz- werkprotokolle der ersten Netzwerkzone 21 sind beispielsweise das OPC Unified Architecture (OPC UA) Protokoll zur Übertra ^¬ gung von Maschinendaten oder ein syslog-Protokoll zur Übertragung von Log-Meldungen.

In einer Datenexporteinheit 105, die der ersten Netzwerkzone zugeordnet ist, werden nun die Daten im Netzdatenformat 110 erfasst und in ein Transportdatenformat 111 entsprechend ei ^¬ nem Transportprotokoll transformiert. Dabei erfolgt eine Um ^¬ setzung von einem bidirektionalen Netzwerkprotokoll in ein Transportdatenformat 111, das zur Übertragung über die Ein- wegstrecke durch die unidirektionale Datenübertragungseinheit 106 geeignet ist. Dabei werden optional neben einer Proto ^¬ kollformatumwandlung die Daten redundant codiert, sodass eine Korrektur von Übertragungsfehlern ermöglicht wird, sowie Fehlererkennungscodes oder auch kryptographische Prüfsummen hin ^¬ zugefügt, sodass Übertragungsfehler oder Manipulation erkennbar ist, und/oder die Daten verschlüsselt.

Das Transportdatenformat 111 enthält Information zu dem in der ersten Netzwerkzone 21 verwendeten Netzwerkprotokoll. Da ^¬ durch kann die Datenimporteinrichtung 107 eine Rücktransfor- mation vom Transportdatenformat auf das Netzdatenformat durchführen . Beispielsweise enthält ein Header eines Datenpakets im Trans ^¬ portdatenformat 111 Metadaten, die neben Angaben zum Netzwerkprotokoll, einen Zeitstempel, Ursprungsinformation wie eine IP Adresse. Die im Transportdatenformat 111 vorliegenden Daten werden zur Auskopplung durch die Datenübertagungsein- heit 106 bevorzugterweise in kleinere Teildatenpakete unter ^¬ teilt. Jedes Teildatenpaket enthält zusätzliche Metadaten wie beispielsweise eine Transferkennung, eine Senderkennung, die eine publish-subscribe Funktion auf der Empfangsseite unter- stützt, sowie eine Paketnummer oder auch Prüfsummen zur Erkennung von Übertragungsfehler und/oder Integrität. Diese Teildatenpakete werden auf der Ausgangsseite der Datenübert ^¬ ragungseinheit 106 oder in der zweite Datengateway 28 termi- niert, die Daten in das Transferdatenformat 111 überführt und ausgegeben.

In der Datenimporteinrichtung 107 kann eine weitere Datenfor- matumwandlung durchgeführt werden, um die Daten entsprechend den Anforderungen eines nachfolgenden Auswertedienstes anzupassen .

Das Datenformat, das von der Datenimporteinrichtung 107 ausgegeben wird, kann mit dem Datenformat in der ersten Netz- werkzone 21 übereinstimmen. Es ist jedoch ebenso möglich, dass das Datenformat, das von der Datenimporteinrichtung 107 ausgegeben wird, unterschiedlich zu dem Datenformat in der ersten Netzwerkzone 21 ist. So kann z.B. in der ersten Netzwerkzone 21 OPC UA als Datenformat verwendet werden, wogegen von der Datenimporteinrichtung 107 ein JSON-Datenformat ausgegeben wird.

Die Datenimporteinrichtung 107 gibt in einer Variante die Daten aus, wenn die Prüfsumme der zugeordneten empfangenen Da- ten korrekt überprüfbar ist. In einer weiteren Variante gibt die Datenimporteinrichtung 107 die Daten zusammen mit einer Zusatzinformation aus, die angibt, ob die Prüfsumme der zu ^¬ geordneten empfangenen Daten korrekt ist. Die unidirektionale Datenübertragungseinheit 106 überträgt nun die Daten im Transportdatenformat 111 und gibt diese bei ^¬ spielsweise an ein Daten-Gateway 28 aus, dass eine sichere Verbindung zur Datenimporteinheit 107 aufbaut. Als sichere Datenverbindung kann beispielsweise eine herkömmliche TLS- Verbindung gemäß dem Transport Layer Security Protokoll ver ^¬ wendet werden. In dieser TLS-Verbindung bleiben die Daten im Transportdatenformat 111. Die unidirektionale Datenübertragungseinheit 106 kann als Da- tenauskoppeleinrichtung, beispielsweise einem Network Tap oder einer Network Data Capturing Unit, über einen Spiegelport eines Netzwerk-Switches, der ebenfalls die an dem Spie- gelport anliegenden Daten identisch an einen Ausgabeport weitergibt, oder über eine Netzwerkdiode mit beispielsweise ei ^¬ nem LichtWellenleiter zur unidirektionalen Datenübertragung ausgebildet sein. Durch die unidirektionale Datenübertra ^¬ gungseinheit 106 werden die Daten außerhalb der geschlosse- nen, sicherheitskritischen ersten Netzwerkzone 21 verfügbar gemacht .

Außerhalb der unidirektionalen Datenübertragungseinheit 106 wird das Transportdatenformat 111 im Gegensatz zum Stand der Technik nicht in das Netzdatenformat 110 zurück konvertiert, sondern im Transportdatenformat 111 weiter übertragen.

In der Datenimporteinheit 107 werden die Daten aus dem Trans ^¬ ferdatenformat 111 in das Netzdatenformat 110 zurück trans- formiert und einem Auswerteprogramm 30, 31, 32 in einem Anwendungsserver 29 bereitgestellt.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer unidirektio ^¬ nalen ÜbertragungsVorrichtung 202, bei der die Datenimport- einrichtung 207 als integriert in einem Anwendungsserver 203 realisiert ist. Die Datenimporteinrichtung 207 kann auch als Cloud-Applikation in einen Anwendungsserver 203 geladen und dort ausgeführt werden. Bei einem solchen Anwendungsserver 203, beispielsweise einem IoT-Backend kann die Funktionalität in Form einer Cloud-Applikation realisiert sein.

Figur 5 zeigt eine Ausführungsform der unidirektionalen Übertragungsvorrichtung 312 in einer Cross-Domain Security- Gateway-Lösung . Hier wird in der zweiten Netzwerkzone 313 ein abgesetzter, beispielsweise Internet-basierter Unidirektio- nal-zu-Bidirektional Konverter 304, der der Datenimportein- richtungen 105 einer unidirektionalen Übertragungsvorrichtung 102 entspricht, für eine Übertragungstrecke 2 von der ersten Netzwerkzone 311 in die zweite Netzwerkzone 313 verwendet. Wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen ist der Unidirek- tional-zu-Bidirektional Konverter 304 ein logischer Bestand ^¬ teil der Übertragungsvorrichtung 312, der aber räumlich ge- trennt von einem Bidirektional-zu-Unidirektional Konverter

305 und einer Datendiode 308 ausgebildet ist. Dabei werden in einer weiteren Variante (nicht dargestellt) die unidirektio ^¬ nal übertragenen Daten bei der Übertragung über die Übertragungstrecke 2 in die zweite Netzwerkzone 313 über eine bidi- rektionale Datenkommunikationsverbindung zu dem Internetbasierten Unidirektional-zu-Bidirektional Konverter 304 über ^¬ tragen (getunnelt) . Dazu kann eine separate Tunnelungs- Komponente vorgesehen sein (nicht dargestellt), die zwischen Datendiode 308 und der Übertragungsstrecke 2 angeordnet ist. Diese kann z.B. unidirektional übertragene UDP-Frames über einen TCP-Kommunikationskanal oder einen TLS- Kommunikationskanal übertragen.

In gleicher Weise wird für die Übertragungsstrecke 1 von der zweiten Netzwerkzone 313 in die erste Netzwerkzone 311 ein Bidirektional-zu-Unidirektional Konverter 315, entsprechend einer Datenexporteinrichtung 105, als abgesetzte Einheit in der zweiten Netzwerkzone 313 verwendet. Ein Unidirektional- zu-Bidirektional Konverter 304, 312 führt die unidirektional in bidirektional Konvertierung 304, 312 durch, und entspricht einer Datenexporteinrichtung 105 in Figur 3 bzw. 4. In gleicher Weise kann ein Virusscanner 316 als Netzwerkdienst aus ^¬ gebildet sein. Die Unidirektional-zu-Bidirektional Konverter 304 beziehungs ^¬ weise Bidirektional-zu-Unidirektional Konverter 315 sind so ^¬ mit einfacher ausgebildet, da nur noch eine Empfangsfunktion beziehungsweise Sendefunktion realisieren müssen. Dadurch ist insbesondere eine einfache Erweiterung für neue Protokolle oder das Schließen von Schwachstellen in verwendeten Protokoll-Stacks des Unidirektional-zu-Bidirektional Konverter 304 bzw. des Bidirektional-zu-Unidirektional Konverter 315 mög ^¬ lich . Im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er von Cros s-Domain- Security-Lösungen auf Basis von Hardware-Datendioden bekannt ist, ist keine Rückkonvertierung nach der unidirektionalen Übertragung notwendig, ehe die Daten beispielsweise an ein Cloud-basiertes Backendsystem, das in einer zweiten Netzwerkzone 313, 413 mit geringerer Sicherheitsanforderung angeordnet ist, übermittelt werden. Stattdessen kann die Übertragung über eine herkömmliche Netzwerkverbindung zu dem Cloud- basierten Backendsystem übertragen und erst dort zurücktransformiert und zur Auswertung an einen Anwendungsserver übermittelt werden. Es können dadurch im Anwendungsserver redundante Cloud-basierte Dienste, beispielsweise mit automati ^¬ schem Fail-Over verwendet werden. Die Umsetzung des Verfahrens durch eine solche technische Realisierung umfasst damit weniger Komponenten, die gewartet und auch zertifiziert werden müssen, so dass die Lösung eine geringere Komplexität als herkömmliche Verfahren aufweist. Dadurch sind das Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung kosteneffizienter und leichter in vorhandene Infrastrukturen zu integrieren.

Figur 6 zeigt eine Variante, in der der Unidirektional-zu- Bidirektional Konverter 414, der dem integrierten Unidirek- tional-zu-Bidirektional Konverter 314 in Figur 5 entspricht und der Bidirektional-zu-Unidirektional Konverter 405, der dem integrierten Bidirektional-zu-Unidirektional Konverter 305 in Figur 5 entspricht, in der ersten Netzwerkzone 403 beispielsweise als Teil eines Hochsicherheitsrechenzentrums realisiert sind. Auch hier kann in einer weiteren Realisierungsvariante bei den Datendioden 408, 418 jeweils eine zu ^¬ sätzliche Tunnelungs-Komponente vorgesehen sein, welche die unidirektional übertragenen Daten in eine bidirektionale Kom ^¬ munikationsverbindung überführt, sozusagen eintunnelt.

Figur 7 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte zur rückwir ^¬ kungsfreien unidirektionalen Übertragung von Daten von einer ersten Netzwerkzone 21, 311, 411 zur Auswertung in einen ab- gesetzten Anwendungsserver 29, 203, in einer zweiten Netzwerkzone 23, 313, 413. In einem ersten Verfahrensschritt 501 werden die Daten, die in einem Netzdatenformat in der ersten Netzwerkzone 21, 311, 411 übertragen werden, in dieser ersten Netzwerkzone 21, 311, 411 erfasst. Im Verfahrensschritt 502 werden die Daten von einem Netzdatenformat in ein Transport ^¬ datenformat transformiert und beim Verfahrensschritt 503 uni- direktional im Transportdatenformat 111 in die zweite Netz ^¬ werkzone 23, 313, 413 übertragen. In der zweiten Netzwerkzone 23, 313, 413 erfolgt nun ein Rücktransformieren 504 der Daten vom Transportdatenformat in das Netzdatenformat. Dieses Rück ^¬ transformieren erfolgt in einer räumlich von der ersten Netzwerkzone abgesetzten zweiten Netzwerkzone und übermittelt die Daten im Netzdatenformat an einen Anwendungsserver, siehe Schritt 505 zur Auswertung.

Alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale können im Rahmen der Erfindung vorteilhaft miteinander kombiniert werden. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.