Verfahren und Vorrichtung zum sicheren Übertragen von Daten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der Netzwerktechnik unter anderem zur Gewährleistung von Integritätsschutz und Vertraulichkeitsschutz von Daten und insbesondere ein Verfahren zum sicheren Übertragen von Daten. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung zur si- cheren Übertragung von Daten, ein Computerprogrammprodukt, welches die Durchführung des Verfahrens zum sicheren Übertra ^¬ gen von Daten veranlasst sowie einen Datenspeicher der das Computerprogrammprodukt speichert . In der modernen Kommunikationstechnik werden vermehrt vertrauliche Daten weltweit mittels Datenverbindungen über hete ^¬ rogene Netzwerke versendet. Hierbei ist es von besonderem In ^¬ teresse, dass die Daten bezüglich ihrer Vollständigkeit sowie ihres Inhaltes geschützt sind. Ebenso soll sichergestellt werden, dass die Daten vertraulich übermittelt werden, das heißt, dass auf Senderseite ein Erhalt der Daten durch den korrekten Empfänger sowie auf Empfängerseite ein Übersenden der Daten durch den korrekten Absender gewährleistet ist. Hierzu stellen herkömmliche Verfahren verschiedene Authenti- sierungsmöglichkeiten bereit. Der Vorgang einer Authentisie- rung ist generell der Vorgang eines Nachweisens einer Identi ^¬ tät. Während dieses Vorgangs werden typischerweise Nachrich ^¬ ten zwischen einer Prüfeinheit und einem Gerät, welches zu authentisieren ist, ausgetauscht. Werden diese auszutauschenden Nachrichten von einem Angreifer abgehört, kann dieser Angreifer mittels der abgehörten Nachrichten eine falsche Identität vortäuschen. Die Authentisierung kann zum Beispiel dem zuverlässigen Erkennen eines Gerätes, zum Beispiel eines Sen- sors oder einer Batterie, dienen. Auch bei einer Client- Server-Kommunikation kann ein Überprüfen der Identität des Clients bzw. des Servers notwendig sein. In herkömmlichen Verfahren erfolgt eine Authentisierung oft mittels eines Challenge-Response-Verfahrens . An das Gerät wird hierbei eine Challenge-Nachricht übertragen, welche zum Beispiel in Abhängigkeit einer Zufallszahl gebildet wird. Darauf berechnet das Gerät mittels eines geheimen kryp- tographischen Schlüssels einen zweiten Wert, der auch als Response-Nachricht bezeichnet wird. Diese Response-Nachricht wird an den Erzeuger der Challenge zurückgeschickt, der dar ^¬ aufhin die Response auf ihre Korrektheit hin überprüft. Da nur ein Originalprodukt, bzw. ein Originalgerät eine korrekte Response-Nachricht berechnen kann, kann somit ein Original ^¬ produkt bzw. ein Originalgerät von einer Fälschung zuverläs ^¬ sig unterschieden werden. Bei herkömmlichen Authentisierungsverfahren besteht oftmals die Notwendigkeit, ein Gerät nicht nur lokal, sondern auch entfernt über eine Kommunikationsstelle, zum Beispiel über Internet, Mobilfunk oder weitere Datenverbindungen, zu prüfen. Diese Notwendigkeit besteht insbesondere bei einer Fern- Wartung des Gerätes. Bei einem entfernten Überprüfen einer

Identität entsteht oftmals das Problem, dass eine Zwischenin ^¬ stanz Nachrichten auslesen und zur Vortäuschung einer falschen Identität verwenden kann. Dieses Angriffsszenario ist als Man-in-the-Middle Angriff bekannt.

Zum Transfer von Real-time-Prozessdaten und Kontrollinformationen zwischen Geräten und Applikationen ist das Manufactu- ring-Message-Specification-Protokoll , auch MMS genannt, be ^¬ kannt. Im Rahmen der Automatisierungstechnologie, insbesonde- re bei einem Einsatz in der Energiebranche, kann MMS zur

Steuerung von Feldgeräten eingesetzt werden. Hierbei kann MMS über verschiedene weitere Protokolle verwendet werden, zum Beispiel TCP/IP. Auf der Applikationsebene des MMS-Stacks wird das sogenannte ISO Association Control Service Element Protokoll, auch ACSE genannt, benutzt. ACSE kann zum Bespiel zur Etablierung von Application Associations zwischen den Application Entities verwendet werden und um die Identität und den Kontext dieser Assoziationen zu bestimmen. Hierbei ist eine Application Association als eine kooperative Beziehung zwischen zwei Application Entities definiert. Ein Kontext kann ein explizit definierter Satz von Application-Service- Elementen, auch ASE genannt, sein.

Bei einer Automatisierung in der Energietechnologie kann MMS zur Übermittlung von Kommandos direkt zwischen zwei Endpunkten verwendet werden, was im Folgenden als Fall 1 bezeichnet wird. Es gibt ebenso Szenarien, in denen MMS nicht in einer Peer-to-Peer Verbindung, also bei der nur ein Transportver- bindungs-Hop vorhanden ist, übertragen sondern über mehrere Transportverbindungs-Hops, im Folgenden Fall 2 genannt, in denen zum Beispiel ein Substation Controller eingebunden ist. Die TCP/IP Verbindung kann auf den Transportverbindungs-Hops beispielsweise mittels TLS gesichert werden.

Figur 1 zeigt ein Übermitteln von Kommandos zwischen zwei Endpunkten gemäß einem herkömmlichen Verfahren. Hierbei sind in der vorliegenden Figur 1 Komponenten 10 vertikal angetra- gen. Es handelt sich hierbei um die Komponenten Kontrollzent ^¬ rum 13, auch Control Center genannt, um einen Substations Controler 14, auch Substationskontrolleinheit genannt sowie um ein Feldgerät 15. Weiterhin sind vertikal Transportsicherheitsmechanismen 11 eingetragen. Hierbei handelt es sich bei- spielsweise um Zertifikate, welche in der vorliegenden Figur 1 vertikal unter den Transportsicherheitsmechanismen 11 angetragen sind. Weiterhin sind in der vorliegenden Figur 1 ein MMS-Nachrichtenfluss 12 dargestellt. Hierbei beschreibt der Pfeil 16 den Fall 1, in dem Kommandos direkt zwischen zwei Endpunkten verwendet werden. Der Pfeil 17 hingegen beschreibt den Fall 2, bei dem Kommandos mittels mehrerer Hops, auch Zwischenkomponenten genannt, übertragen werden.

Bezüglich eines Sicherheitsaspekts bietet MMS die Möglichkeit am Beginn einer Verbindung eine Authentisierung durchzuführen. Hier gibt es jedoch die Beschränkung, dass die Authentisierung nur zu Beginn einer Kommunikationsverbindung geschehen soll, es aber kein sicheres Application-Layer-Session- Konzept, auch Sitzungskonzept, gibt, welches sicherstellt, dass von Beginn bis zu einem Ende der Session dieselben Peers miteinander kommunizieren. Dies ist insbesondere bei Fall 2, gemäß Pfeil 17, wichtig, da im Fall 1, gemäß Pfeil 16, diese Anforderung durch die Nutzung von TLS sichergestellt werden kann. Hierbei sollte es einen Abgleich der auf Transportebene etablierten Sicherheitsverbindungen mit denen auf Applikationsebene geben. Weiterhin kann eine rollenbasierte Zugriffskontrolle, auch Role-Based-Access-Control RBAC genannt, angewendet werden. Hierbei können Zertifikate und private Schlüssel genutzt wer ^¬ den . Weiterhin ist von herkömmlichen Verfahren bekannt, dass MMS durch Definitionen in ISO-IEC 62351 die Möglichkeit einer Au ^¬ thentisierung der Peers unterstützt. Hierzu ist im Teil 4 dieser Norm folgendes als A-Profilsicherheit spezifiziert: - Peer Entity Authentication

AARQ

AARE

Peer Entity Authentication bezeichnet hierbei eine Authenti- sierung von Kommunikationskomponenten, AARQ steht für Application Association Request, bzw. Applikationsassoziierungsan- frage und AARE steht für Application Association Response, bzw. Applikationsasoziierungsantwort Zur Authentisierung des Absenders kann in einer Peer Entity Authentication zum Bei- spiel der folgenden Quelltext Anwendung finden:

Authentication-value CHOICE {

charstring [0] IMPLICIT GraphicString,

bitstring [1] IMPLICIT BIT STRING,

external [2] IMPLICIT EXTERNAL,

other [3] IMPLICIT SEQUENCE {

other-mechanism-name MECHANISM¬

NAME. &id({ ObjectSet}) , other-mechanism-value MECHANI SM-NAME . &Type }

}

STASE-MMS-Authentication-value {iso member-body usa(840) ansi-tl-259-1997 (0)

stase(l) stase-authentication-value ( 0 ) abstractSyn- tax(l) versionl(l)}

DEFINITIONS IMPLICIT TAGS ::= BEGIN

— EXPORTS everything

IMPORTS

Senderld, Receiverld, Signature, SignatureCertifi- cate

FROM ST-CMIP-PCI {iso member-body usa(840) ansi-tl 259-1997(0) stase(l) stasepci(l) abstractSyntax ( 4 ) versionl ( 1 ) } ;

MMS_Authentication-value ::= CHOICE{

certificate-based [0] IMPLICIT SEQUENCE {

authentication-Certificate [0] IMPLICIT &SignatureCertificate,

time [1] IMPLICIT GENERALZED-

TIME,

signature [2] IMPLICIT

&SignedValue

},

..· }

END

Zu Beginn einer Verbindung werden AARQ und AARE Nachrichten zwischen Teilnehmern ausgetauscht, wobei kryptographische Da ^¬ ten transportiert werden. Unter anderem wird hier ein Zeitstempel signiert und in einem Fenster von 10 Minuten geprüft, ob ein entsprechender Zeitstempel nicht bereits empfangen wurde. Hierbei werden alle Nachrichten der Verbindung auf Ap- plikationsebene nicht integritätsgeschützt. Bekannt sind weiterhin verschiedene Verfahren, die die Au- thentisierung einer Nachricht oder mehrerer Nachrichten ermöglichen, wie zum Beispiel http Digest Authentication . Ferner werden in herkömmlichen Verfahren Netzwerksicherheitsprotokolle verwendet, um IP-basierte Kommunikation kryp- tographisch zu schützen. Dabei erfolgt eine Authentisierung der Kommunikationspartner sowohl einseitig als auch gegenseitig. Oftmals verwendete Protokolle, die eine Authentisierung eines Kommunikationspartners vornehmen, sind als SSL, TLS oder IKE für IPsec bekannt. Die Authentisierung eines Kommu ^¬ nikationspartners, speziell eines http-Servers über SSL oder TLS erfolgt dabei mittels eines digitalen Zertifikats. Dieses Zertifikat enthält neben dem öffentlichen Schlüssel des Ser- vers, auch Public-Key genannt, Information über den Server, insbesondere dessen Bezeichner, wie zum Beispiel ein Name, ein DNS-Name oder eine IP-Adresse.

Ebenfalls aus herkömmlichen Verfahren ist das Kerberos- Protokoll bekannt, mit dessen Hilfe Authentisierung und Auto ^¬ risierung über eine dritte vertrauenswürdige Partei reali ^¬ siert werden kann. Kerberos basiert auf der Benutzung von symmetrischen Schlüsseln. Figur 2 stellt den Authentifizierungsdienst Kerberos gemäß einem herkömmlichen Verfahren dar. Kerberos ist ein verteilter Authentifizierungsdienst bzw. ein Netzwerkprotokoll, das für offene und unsichere Computernetze, wie zum Beispiel dem Internet, entwickelt wurde. Die Authentifizierung übernimmt gemäß Kerberos eine vertrauenswürdige dritte Partei, zum Bei ^¬ spiel ein Kerberos-Server.

Gemäß dem in Figur 2 beschriebenen Kerberos-Verfahren beantragt ein Nutzer bzw. User N in einem ersten Schritt durch eine Anforderungsnachricht bzw. ein Request R-TG-T ein Ti ^¬ cket-Granting-Ticket mittels einer R-TG-T Nachricht von einem Kerberos-Server KS. Ein Ticket ist hierbei eine Berechti ^¬ gungsnachricht, mit der der jeweilige Besitzer der Nachricht Zugriff auf den Server S bekommt. In einem darauffolgenden Schritt übermittelt der Kerberos-Server KS ein Ticket T und einen Ticket-Granting-Session-Key TGSK an den User N. Zum Übermitteln der beiden Nachrichten Ticket T und Ticket- Granting-Session-Key TGSK verfügt der Kerberos-Server KS über einen Key Distribution Service KDS . Dieser Schlüsselvertei ^¬ lungsdienst KDS kommuniziert mittels einer Datenverbindung mit einer Datenbank DB. In einem darauffolgenden Verfahrensschritt beantragt der Nut ^¬ zer N ein Service-Grant-Ticket SGT, wozu der Kerberos-Server KS auf einen Ticket-Granting-Server TGS zugreift. Daraufhin übermittelt der Ticket-Granting-Server TGS eine Ticket- Nachricht T sowie einen Session-Key SK an den Nutzer N. In Abhängigkeit der empfangenen Nachrichten erstellt der Nutzer N eine Request Service-Nachricht RS und übermittelt diese an einen weiteren Server S. In Abhängigkeit eines Überprüfens der Request Service-Nachricht RS übermittelt dieser Server S eine Server Authenticator-Nachricht an den Nutzer N.

Ein weiteres Beispiel für ein Netzwerkprotokoll gemäß einem herkömmlichen Verfahren ist SAML, das auch als Secure Asser- tion Mark-up Language bekannt ist. Im Unterschied zu Kerberos können in SAML auch asymmetrische Methoden genutzt werden.

Generell erfolgt in herkömmlichen Verfahren, zum Beispiel in dem MMS-Mechanismus , auf Anwendungsebene nur eine Authenti- sierung. Folglich stellen herkömmliche Verfahren keinen Integritätsschutz und Vertraulichkeitsschutz von Daten auf An- wendungsebene bereit. Punkt zu Punkt Verbindungen sind hier ^¬ bei lediglich auf Transportebene gesichert. Herkömmliche Ver ^¬ fahren lehren keine Definition eines Session-Konzeptes für eine Informationssicherheit auf einer Applikationsebene, bzw. Anwendungsebene unter Nutzung von bereits existierenden Me- chanismen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum sicheren Übertagen von Daten bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens zum sicheren

Übertragen von Daten, aufweisend die Merkmale des Patentanspruchs 1, gelöst.

Demgemäß wird ein Verfahren zum sicheren Übertragen von Daten bereitgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf :

Bereitstellen von Datenverbindungen von unterschiedlichen Startkomponenten über jeweils mindestens eine Zwischenkompo ^¬ nente zu einer gemeinsamen Zielkomponente;

Zusammenfassen der Zwischenkomponenten in Abhängigkeit einer kryptographischen Information zu einer Zwischenkomponente; und

Übertragen der Daten von den Starkomponenten über die zusam- mengefasste Zwischenkomponente zu der Zielkomponente.

Ein Übertragen von Daten kann beispielsweise dann als sicher gelten, wenn es unter anderem integritätsgeschützt sowie ver ^¬ traulichkeitsgeschützt ist. Daten können hierbei jegliche Art von Informationseinheiten, wie sie beispielsweise im Internet ausgetauscht werden, umfassen. Daten können auch paketweise bzw. partitioniert übermittelt werden. Hierbei können Daten digital und/oder analog moduliert werden. Folglich kann es sich bei den Daten auch um Signale, welche übermittelt wer ^¬ den, handeln.

Das Bereitstellen einer Datenverbindung kann beispielsweise mittels einer Routingtabelle, einem Methodenaufruf, einem entfernten Methodenaufruf und/oder generell mit einem Nachrichtenaustausch durchgeführt werden. Es ist auch möglich, Datenverbindungen mittels eines Auslesens von Datenverbindungen aus einem Datenspeicher bereitzustellen. Folglich kann es sich bei einem Bereitstellen von Datenverbindungen um ein Benennen eines Datenpfades wie auch um das Herstellen einer Da- tenleitung zwischen zwei Komponenten handeln. Eine Datenverbindung kann beispielsweise zwischen einem Control Center, einem Substationscontroler und/oder einem Feldgerät bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine Datenverbindung zwi- sehen einer Startkomponente und einer Zwischenkomponente so ^¬ wie zwischen einer Zwischenkomponente und einer Zielkomponente bereitgestellt werden. Folglich erfolgt auf physischer Ebene ein Bereistellen von zwei Datenverbindungen, wobei logischer Weise eine Datenverbindung zwischen einer Startkompo- nente und einer Zielkomponente bereitgestellt wird.

Die unterschiedlichen Startkomponenten, die mindestens eine Zwischenkomponente sowie die gemeinsame Zielkomponente auf ^¬ weisen können aus mindestens einer weitere Komponente geformt sein, wobei eine Komponente als ein technisches Gerät, ein

Bauelement, eine Rechneranlage, ein Netzwerkgerät, eine Soft ^¬ wareeinheit, ein Softwaremodul, eine Softwareklasse, ein Softwarepackage und/oder einer Vielzahl weiterer Komponenten vorliegen kann. Insbesondere kann mindestens eine Startkompo- nente als ein Control Center bzw. Kontrollzentrum, eine Zwischenkomponente als ein Substation Controler bzw. Substati- onssteuereinheit und/oder eine Zielkomponente als ein Feldge ^¬ rät vorliegen. In Abhängigkeit der Ausprägung der Startkomponente, der Zwischenkomponente und/oder der Zielkomponente kann eine entsprechende Datenverbindung gewählt werden. In einem mobilen Anwendungsszenario kann es sich beispielsweise bei der Datenverbindung über eine drahtlose Verbindung, welche über eine Luftschnittstelle implementiert ist, handeln. Ferner ist es möglich, dass die Datenverbindung weitere Kom- ponenten, als lediglich die Startkomponente, die Zwischenkomponente und/oder die Zielkomponente, aufweist.

Ein Zusammenfassen der Zwischenkomponenten in Abhängigkeit einer kryptographischen Information zu einer Zwischenkompo- nente kann zum Beispiel eines Sitzungsprotokolls umgesetzt werden. Demgemäß ist es nicht notwendig, bei einem mehrfachen Übertragen von Daten von einer Startkomponente über eine Zwischenkomponente zu einer Zielkomponente jeweils eine geson- derte Datenverbindung zwischen der Zwischenkomponente und der Zielkomponente herzustellen. Gemäß einem Aspekt der vorlie ^¬ genden Erfindung ist es vorteilhaft, für jede Übertragung von Daten jeweils eine Transportverbindung zwischen der Startkom- ponente und der Zwischenkomponente bereitzustellen, wobei je ^¬ doch auch bei einer Vielzahl von Datenübertragungen von der Zwischenkomponente zu der Zielkomponente lediglich genau eine Datenverbindung bereitgestellt werden muss. Folglich wird es gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung vermieden, eine Vielzahl von Datenverbindungen zwischen der Zwischenkomponente und einer Zielkomponente herzustellen. Folglich ermöglicht ein Zusammenfassen der Zwischenkomponenten zu einer Zwischenkomponente gemäß eines Sitzungsprotokolls, dass lediglich ein einmaliges Authentisieren der Zwischenkomponente bzw. der Zielkomponente erforderlich ist.

Ferner ist ein Zusammenfassen der Zwischenkomponenten zu einer Zwischenkomponente mittels eines Routings möglich. Hier ^¬ bei ist es möglich, aus der Vielzahl von Zwischenkomponenten genau eine auszuwählen und diese ausgewählte Zwischenkompo ^¬ nente mittels der Netzwerkadressen der jeweils anderen Zwischenkomponenten, welche nicht ausgewählt wurden, anzuspre ^¬ chen. Folglich erfolgt ein Übermitteln von Daten der unterschiedlichen Startkomponenten nicht an mehrere Zwischenkompo- nenten sondern an genau eine ausgewählte Zwischenkomponente, wobei die eine ausgewählte Zwischenkomponente eine Datenver ^¬ bindung mit der einen gemeinsamen Zielkomponente aufbaut.

Ein Durchführen eines Routings kann zum Beispiel ein Umleiten von Datenpaketen, ein Zuweisen neuer Netzwerkadressen an Zwischenkomponenten, und/oder ein Aktualisieren einer Routingtabelle umfassen.

Das Zusammenfassen der Zwischenkomponenten kann in Abhängig- keit der kryptographischen Information durchgeführt werden. Das Bereitstellen der kryptographischen Information kann zum Beispiel gemäß herkömmlicher Verfahren wie dem Challenge- Response-Verfahren erfolgen. Zum Bereitstellen der kryp- tographischen Information kann es vorteilhaft sein, ein entsprechendes Datenformat derart anzupassen, dass es geeignet ist, die kryptographische Information zu kodieren. Folglich können Daten, welche gemäß diesem angepassten Datenformat vorliegen, die kryptographische Information bereitstellen.

Ein Erzeugen der kryptographischen Information kann durch eine Startkomponente erfolgen. Hierbei ist es vorteilhaft, die kryptographische Information zum Beispiel mittels des Chal- lenge-Response-Verfahrens zu erzeugen. Das verwendete Chal- lenge-Response-Verfahren kann hierbei auch durch weitere kryptographische Verfahren ergänzt bzw. angepasst werden. Bei der kryptographischen Information kann es sich um ein generiertes Token und/oder um eine Nonce-Information handeln. Ei- ne Nonce-Information ist geeignet eine Zufallszahl und/oder ein Pseudozufallszahl bereitzustellen. Ferner kann es sich bei der kryptographischen Zahl auch um eine Prüfsumme handeln. Zur Kapselung der kryptographischen Information sowie weiterer Daten, welche zu übertragen sind, eignet sich eine Erweiterung des MMS-Datenformats . Dem Fachmann sind hierbei eine Vielzahl weiterer möglicher Datenformate bekannt, welche sich in geeigneter Weise anpassen lassen.

Ein Übertragen der Daten von der Startkomponente über die zu- sammengefasste Zwischenkomponente zu der Zielkomponente ist geeignet, in sicherer Weise die Daten unter Schutz der Integrität und der Vertraulichkeit zu übermitteln. Mittels des Übertragens über die zusammengefasste Zwischenkomponente ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Zwischenkomponenten auf genau eine Zwischenkomponente be ^¬ grenzt. Folglich wird zum Beispiel der erläuterte Man-in-the- Middle-Angriff auf die Datenverbindung zwischen der Zwischenkomponente und der gemeinsamen Zielkomponente erschwert. Somit wird ein Verfahren vorgestellt, welches ein kryp- tographisch gesichertes Sitzungskonzept auf Applikationsebene bereitstellt. Hierdurch ist die Zuordnung von verschiedenen Kontexten über dieselbe Transportverbindung ermöglicht. Eine einmal etablierte Datenverbindung, zum Beispiel eine TLS- Verbindung, kann für verschiedene Sitzungen auf Applikations ^¬ ebene genutzt werden. Dies ist insbesondere für Multi-Hop- Szenarien vorteilhaft. Ein Hop bezeichnet hierbei ein Über- tragen von Daten von einer Komponente zu einer nächsten Komponente auf Transportebene. Auch bei Single-Hop-Szenarien ist das Verfahren vorteilhaft, falls mehrere Applikationen oder mehrere Nutzer von einem Gerät mit einem weiteren Gerät kommunizieren und dabei nur eine einzelne Transportverbindung zum Beispiel eine TLS-Transportverbindung nutzen.

Ferner ist eine Definition von universellen kryptographischen Informationen ermöglicht, was eine Einführung von weiteren Sicherheitsdiensten begünstigt. Insbesondere hybride kryp- tographische Verfahren bieten hier einen Ausgangspunkt, da schon asymmetrisches Schlüsselmaterial zur Authentisierung verwendet wird. Hierbei ist ein schrittweiser Übergang von einem symmetrischen Schutz über einen hybriden Schutz bis hin zu komplett asymmetrischen Schutz gemäß einem Aspekt der vor- liegenden Erfindung realisierbar. Der hybride Ansatz hat insbesondere beim Aufsetzen von Sicherheitsbeziehungen Vorteile, da er die statische Administration von paarweise gemeinsamen Geheimnissen vermeidet und diese dynamisch zu Sitzungsbeginn aushandelt .

In einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung sind die unterschiedlichen Startkomponenten, die Zwischenkomponenten und/oder die Zielkomponenten in einem Automatisierungsnetz vorgesehen.

Dies hat den Vorteil, dass mittels dem bereitgestelltem Ver ^¬ fahren eine Übertragung von Daten in Automatisierungsnetzen durchgeführt werden kann. Automatisierungsnetze finden bei einer Vielzahl von technischen Gebieten Anwendung, insbeson- dere in der Energiebranche, zum Beispiel beim Betreiben von Kraftwerken . In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Übertragen der Daten mittels eines erweiterten Multimedia-Messaging-Service-Protokolls durchgeführt .

Dies hat den Vorteil, dass eine bereits existierende Techno ^¬ logie und folglich bereits implementierte Infrastrukturen wiederverwendet werden können.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Zusammenfassen der Zwischen komponenten und/oder das Übertragen der Daten mittels minde tens eines Nachrichtenaustausches durchgeführt.

Dies hat den Vorteil, dass mittels des Nachrichtenaustausches ein Zusammenfassen in Abhängigkeit von kryptographischer Information gemäß einem Sitzungsprotokoll und/oder ein Aushandeln welche Zwischenkomponenten zusammengefasst werden sollen, durchgeführt werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Nachrichtenaustausch zwischen den unterschiedlichen Startkomponenten, den Zwischenkomponenten und/oder der Zielkomponente durchgeführt.

Dies hat den Vorteil, dass eine Vielzahl von Komponenten in dynamischer Weise miteinander kommunizieren kann.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert der Nachrichtenaustausch mindestens ein symmetrisches und/oder ein asymmetrisches Kryptographieverfahren .

Dies hat den Vorteil, dass bereits bekannte Technologien zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiederverwendet werden können. Ferner ist ein Anwenden einer Mehrzahl von Kryptographieverfahren möglich, welche symmetrisch, asymmetrisch oder hybrid sein können.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Nachrichtenaustausch gemäß einem Shared-Key-Verfahren, einem http-Digest-Authentication Verfahren, einem Challenge-Response-Verfahren, einem Keyed- Hash-Verfahren, einer Hash-Funktion, einem Diffie-Hellman- Verfahren und/oder einem digitalem Signatur-Verfahren durchgeführt .

Dies hat den Vorteil, dass eine Vielzahl von Verfahren zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet werden kann. Insbesondere erlauben die vorgenannten Verfahren, eine sichere Datenübertragung auf Anwendungsebene.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine ausgetauschte Nachricht einen Hinweis auf eine Nonce-Information, eine Zu ^¬ fallszahl, eine Pseudozufallszahl, einen Befehl, eine Identi tät eines Absenders, eine Identität eines Empfängers, einen Zeitstempel und/oder eine Sequenznummer auf.

Die hat den Vorteil, dass z. B. ein Next-Nonce-Verfahren implemtiert werden kann, welches es erlaubt den Inhalt einer übertragenen Nachricht an eine vorhergehende Nachricht mit ^¬ tels einer Nonce-Information zu binden. Ferner können mittel der ausgetauschten Nachrichten eine Vielzahl von Sitzungspro tokollen implementiert werden.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine ausgetauschte Nachricht die kryptographische Information auf.

Dies hat den Vorteil, dass die kryptographische Information zur Implementierung von Kryptographie Verfahren, zum Beispie ein Austausch von Schlüsseln, zwischen den einzelnen Komponenten ausgetauscht werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine ausgetauschte Nachricht eine Prüfsumme auf.

Dies hat den Vorteil, dass der Inhalt der ausgetauschten Nachrichten bezüglich der Integrität der Nachricht überprüft werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Nachrichtenaustausch in Abhängigkeit eines Verschlüsselungsprotokolls ausgeführt.

Dies hat den Vorteil, dass die Nachrichten in verschlüsselter Weise ausgetauscht werden können. Ferner können bereits umge ^¬ setzte Infrastrukturen, welche gemäß einem bestimmten Verschlüsselungsprotokoll agieren, weiterverwendet werden.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Zusammenfassen der Zwischenkomponenten mittels mindestens eines Routings, eines Zuwei ^¬ sens von Netzwerkadressen, eines Anwendens eines Sitzungspro ^¬ tokolls, eines Aufbauens einer gesicherten Datenverbindung, eines Übermitteins eines Befehls, eines Übermitteins einer kryptographischen Information und/oder eines Übermitteins einer Bestätigungsnachricht durchgeführt.

Dies hat den Vorteil, dass das Zusammenfassen der Zwischenkomponenten mittels einer Vielzahl von Vorgehensweisen, und insbesondere mittels einer Kombination einer Vielzahl von Vorgehensweisen, durchgeführt werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Zusammenfassen der Zwischenkomponenten auf Anwendungsebene durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass unter anderem ein Integritäts ^¬ schutz unabhängig von der Transportebene umgesetzt werden kann .

Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zur sicheren Übertragung von Daten gelöst. Demgemäß ist eine Vorrichtung zur sicheren Übertragung von Daten, insbesondere zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren vorgesehen, welches Folgendes aufweist:

Eine Bereitstellungseinheit zum Bereitstellen von Datenverbindungen von unterschiedlichen Startkomponenten über jeweils mindestens eine Zwischenkomponente zu einer gemeinsamen Ziel ^¬ komponente ;

eine Zusammenfassungseinheit zum Zusammenfassen der Zwischenkomponenten in Abhängigkeit einer kryptographischen Information zu einer Zwischenkomponente; und

eine Übertragungseinheit zum Übertragen der Daten von den Startkomponenten über die zusammengefasste Zwischenkomponente zu der Zielkomponente.

Ferner wird ein Computerprogrammprodukt, welches die Durch ^¬ führung eines vorbeschriebenen Verfahrens veranlasst, sowie einen Datenspeicher, der das Computerprogrammprodukt spei ^¬ chert, bereitgestellt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschrieb- nen Ausführungsbeispiele. Im Weiteren wird die Erfindung an ^¬ hand beispielhafter Implementierungen unter Bezugnahmen auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

Es zeigt dabei:

Figur 1 ein Übermitteln von Kommandos zwischen zwei

Endpunkten gemäß einem herkömmlichen Verfahren;

Figur 2 einen Authentifizierungsdienst gemäß einem

herkömmlichen Verfahren; Figur 3 ein Aktivitätsdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 4 ein detailliertes Aktivitätsdiagramm einer

Ausführungsform eines Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 5 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer

Vorrichtung zur sicheren Übertragung von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung; Figur 6 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines

Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 7 ein Sequenzdiagramm einer Ausführungsform ei- nes Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 8 ein Sequenzdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zum sicheren Über- tragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 9 ein Sequenzdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zum sicheren Über- tragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 10 ein Sequenzdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zum sicheren Über- tragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung; Figur 11 ein Nachrichtenaufbau einer Nachricht, wie sie in einer Ausführungsform des Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung Anwendung finden kann; und

Figur 12 ein schematischer Aufbau einer kryptographi- schen Information, wie er in einer Ausführungsform eines Verfahrens zum sicheren Über tragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfi dung Anwendung finden kann.

In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sofern nichts anderes angegeben ist.

Figur 3 zeigt ein Aktivitätsdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

Bereitstellen 100 von Datenverbindungen von unterschiedlichen Startkomponenten über jeweils mindestens eine Zwischenkompo ^¬ nente zu einer gemeinsamen Zielkomponente;

Zusammenfassen 101 der Zwischenkomponenten in Abhängigkeit einer kryptographischen Information zu einer Zwischenkompo- nente; und

Übertragen 102 der Daten von den Startkomponenten über die zusammengefasste Zwischenkomponente zu der Zielkomponente.

Die vorbeschriebenen Verfahrensschritte können iterativ und/oder in anderer Reihenfolge ausgeführt werden.

Figur 4 beschreibt ein detailliertes Aktivitätsdiagramm eines Verfahrens zum sicheren Übertragen gemäß einer Ausführungs ^¬ form der vorliegenden Erfindung.

In einem ersten Verfahrensschritt 200 erfolgt ein Identifi ^¬ zieren von unterschiedlichen Startkomponenten, mindestens einer Zwischenkomponente und einer gemeinsamen Zielkomponente. Somit erfolgt in dem ersten Verfahrensschritt 200 ein Auswäh ^¬ len derjenigen Komponenten, welche mittels einer Datenverbindung untereinander kommunizieren, das heißt Daten austauschen, sollen. Ein Identifizieren der kommunizierenden Kompo- nenten kann auch implizit, mittels eines Methodenaufrufs von einer Komponente zu einer weiteren Komponente durchgeführt werden. Zum Beispiel ruft eine Kontrolleinrichtung mittels eines entfernten Methodenaufrufs eine Funktion eines Feldge ^¬ rätes ab, wodurch festgelegt ist, dass die Kontrolleinrich- tung mit dem Feldgerät mittels einer logischen Datenverbindung kommunizieren soll. Auf physischer Ebene wird nunmehr identifiziert, dass der Methodenaufruf der Kontrolleinheit über eine Substation bzw. eine Zwischenkomponente geleitet werden muss. Folglich wurde in dem Verfahrensschritt 200 eine Startkomponente, nämlich eine Kontrolleinheit, eine Zwischen ^¬ komponente, nämlich eine Substation-Einheit sowie ein Feldge ^¬ rät identifiziert.

In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 201 erfolgt ein Aufbauen einer Verbindung zwischen der im Verfahrensschritt 200 identifizierten Startkomponente, der Zwischenkomponente und der Zielkomponente. Der Verfahrensschritt 201 kann zum Beispiel das Aufbauen einer TLS-Sitzung aufweisen. Ein Aufbauen einer TLS-Sitzung kann hierbei das Austauschen mehrerer Nachrichten von unterschiedlichen Startkomponenten zu der mindestens einen Zwischenkomponente sowie von der Zwischen ^¬ komponente zu der gemeinsamen Zielkomponente umfassen. Folg ^¬ lich ist nach einem Durchführen des Verfahrensschrittes 201 eine logische Verbindung zwischen der Startkomponente und der Zielkomponente bereitgestellt.

In einem weiteren Verfahrensschritt 202 erfolgt ein Übermit ^¬ teln eines Befehls von der Startkomponente zu der Zielkompo ^¬ nente. Hierbei kann zum Beispiel ein Steuerbefehl von der Startkomponente an die Zielkomponente übermittelt werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel findet das erfindungsge ^¬ mäße Verfahren in einem Automatisierungsnetz der Energietech- nologie Anwendung. Bei der Startkomponente handelt es sich daher um eine Steuereinheit, welche ein Feldgerät, welches zum Beispiel in einem Kraftwerk vorgesehen ist, ansteuert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in dem Verfahrens- schritt 201 der Befehl "Schließe Stromkreis" an das Feldgerät übermittelt. Folglich übergibt die Steuereinheit dem Feldge ^¬ rät einen Parameter, der anzeigt, dass das Steuergerät einen Stromkreis schließen soll. Alternativ erfolgt in dem Verfahrensschritt 202 ein entfernter Methodenaufruf von der Steuer- einheit an das Feldgerät.

In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 203 übermittelt das Feldgerät eine sogenannte Challenge an die Kontrollein ^¬ heit. Eine Challenge stellt hierbei eine Anfragenachricht dar, welche zum Beispiel mittels einem Challenge-Response- Verfahren generiert wird.

In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 204 generiert die Kontrolleinheit eine entsprechende Response-Nachricht , welche zum Beispiel mittels einem Challenge-Response-Verfahren generiert wird. Die berechnete Response-Nachricht kann zusammen mit dem Befehl an das Feldgerät übermittelt werden. Folglich wird dem Feldgerät mitgeteilt, dass sich eine bestimmte gene ^¬ rierte Response auf einen bestimmten Befehl bezieht. Das Feldgerät erkennt somit, um welche Response es sich handelt, da die Kontrolleinheit eine Vielzahl von Kontrollnachrichten bezüglich unterschiedlicher Befehle übermitteln kann und/oder weil eine Vielzahl von Startkomponenten jeweils mindestens eine Response bezüglich eines bestimmten Befehls übermitteln.

In Verfahrensschritt 205 erfolgt ein Überprüfen der übermit ^¬ telten Response-Nachricht, sowie bei einem Vergleichen der übermittelten Response-Nachricht, welches ergibt, dass die übermittelte Response-Nachricht mit einer erwarteten Respon- se-Nachricht übereinstimmt, ein Ausführen des übermittelten

Befehls. Ferner erfolgt in dem Verfahrensschritt 205 ein Bes ^¬ tätigen des Ausführens des Befehls mittels einer Bestäti ^¬ gungsnachricht sowie ein Übermitteln einer weiteren kryp- tographischen Information von der Zielkomponente an die

Startkomponente. Hierbei ist es möglich, dass das Übermitteln der kryptographischen Information in dem Verfahrensschritt 205 eine sogenannte "Next Challenge" bzw. eine "Next Nonce" Information aufweist. Hierdurch ist es möglich, in einem weiteren Übermitteln von Daten von der Startkomponente an die Zielkomponente die Verfahrensschritte 203 und/oder 204 nicht mehr auszuführen, da dieses mittels eines iterativen Ausführens der Verfahrensschritte 204 und/oder 205 durchgeführt werden kann. Ferner ist es möglich, in jedem der Verfahrensschritte 202, 203, 204 und 205 weitere Parameter, das heißt weitere Befehle, weitere Challenge-Nachrichten, weitere Res- ponse-Nachrichten und/oder weitere Bestätigungsnachrichten zu übermitteln. Die übermittelte kryptographische Information kann zum Beispiel auch ein Cryptotoken aufweisen.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt ein iteratives Ausführen der Verfahrensschritte 202 und/oder 203. Zum Beispiel kann in einem Verfahrensschritt 202 ein Be ^¬ fehl und kryptographische Information von der Startkomponente an die Zielkomponente übermittelt werden, und in einem Ver ^¬ fahrensschritt 203 eine Bestätigungsnachricht und eine weite ^¬ re kryptographische Information von der Zielkomponente an die Startkomponente übermittelt werden. Folglich kann in einem wiederholten Ausführen des Verfahrensschrittes 202 ein neuer Befehl, mitsamt einer neuen kryptographischen Information von der Startkomponente an die Zielkomponente übermittelt werden. Daraufhin erfolgt wiederum in Verfahrensschritt 203 ein Über ^¬ mitteln einer Bestätigungsnachricht mit einer weiteren kryptographischen Information.

In einem letzten, optionalen Verfahrensschritt 206 erfolgt ein Überprüfen, ob weitere Daten zur Übermittlung von der Startkomponente an die Zielkomponente vorliegen. Wird in dem Verfahrensschritt 206 festgestellt, dass weitere Daten zur Übertragung vorliegen, so wird in einer der bereits durchgeführten Verfahrensschritte 202, 203, 204 oder 205 verzweigt. Die beschriebenen Verfahrensschritte können weitere Unter ^¬ schritte enthalten sowie iterativ und/oder in anderer Reihenfolge ausgeführt werden.

Fig. 5 beschreibt eine Vorrichtung 1 zur sicheren Übertragung von Daten D gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 zur sicheren Übertragung von Daten D umfasst:

eine Bereitstellungseinheit 2 zum Bereitstellen von Datenverbindungen DV von unterschiedlichen Startkomponenten SK über jeweils mindestens eine Zwischenkomponente ZK zu einer ge ^¬ meinsamen Zielkomponente ZK';

eine Zusammenfassungseinheit 13 zum Zusammenfassen der Zwi- schenkomponente ZK in Abhängigkeit einer kryptographischen Information KI zu einer Zwischenkomponente ZK; und

eine Übertragungseinheit 4 zum Übertragen der D von den

Startkomponenten SK über die zusammengefasste Zwischenkompo ^¬ nente ZK zu der Zielkomponente ZK'.

Im Folgenden werden weitere Merkmale einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur sicheren Übertragung von Daten D aufgezeigt, welche lediglich in dieser weiteren Ausführungsform vorgesehen sein können. Folglich handelt es sich hierbei um optionale Merkmale.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liest die Einstellungs ^¬ einheit 2 die unterschiedlichen Startkomponenten SK, die mindestens eine Zwischenkomponente ZK sowie die gemeinsame Ziel- komponente ZK' aus dem Datenspeicher aus. Hierbei ist es auch möglich, dass die Bereitstellungseinheit 2 die Startkomponen ^¬ ten SK, die Zwischenkomponenten ZK sowie die gemeinsame Zielkomponente ZK' von einer weiteren Einheit bereitgestellt be ^¬ kommt. Ferner wird der Bereitstellungseinheit 2 eine Daten- menge bereitgestellt, aus der eine Auswahl an Daten D an die Zielkomponente ZK' übermittelt werden soll. Die Bereitstel ^¬ lungseinheit 2 kann zum Beispiel anhand der übermittelten Startkomponenten SK, Zwischenkomponenten ZK und/oder Zielkom- ponenten ZK' Datenverbindungen DV identifizieren, über welche Datenverbindung DV die Daten D übertragen werden sollen. Bei den Datenverbindungen DV kann es sich hierbei um logische, physische und/oder hybride Datenverbindungen DV handeln.

Die Zusammenfassungseinheit 3 ist geeignet, mehrere Zwischen ^¬ komponenten ZK in Abhängigkeit einer kryptographischen Information KI zu einer Zwischenkomponente ZK zusammenzufassen. Hierzu ist es möglich, dass der Zusammenfassungseinheit 3 mindestens eine kryptographische Information KI bereitge ^¬ stellt wird. Das Bereitstellen der kryptographischen Information KI kann zum Beispiel durch Errechnen und/oder durch Auslesen aus einem Datenspeicher DB1 erfolgen. Wurde die Zwischeneinheit ZK ausgewählt, so kann diese an die Übertra- gungseinheit 4 übermittelt werden. Daraufhin kann die Über ^¬ tragungseinheit 4 ein Übertragen der Daten D veranlassen.

Fig. 6 beschreibt ein Flussdiagramm gemäß einem Verfahren zum sicheren Übertragen von Daten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Fig. 6 sind vertikal mehrere Komponenten 60 eingetragen, zum Beispiel eine Kontrolleinheit 63, eine Substation-Kontrolleinheit 64 sowie ein Feldgerät 65. Zum Übertragen von Daten erfolgt auf einer Transportsicherheitsschicht 61 eine Anwendung des TLS- Protokolls mit gegenseitiger Authentifizierung auf einer Hop- zu-Hop-Basis unter Verwendung von Zertifikaten. Auf Anwendungsebene erfolgt ein Fluss von MMS Nachrichten 62.

Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 erfolgt im Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Figur 6 ein

Nachrichtenaustausch mittels der Kontrolleinheit 63 und dem Feldgerät 65. Bei der Kontrolleinheit 63 kann es sich zum Beispiel um mindestens eine Startkomponente SK handeln und bei dem Feldgerät 65 kann es sich zum Beispiel um eine Ziel- komponente ZK' handeln. Der Nachrichtenaustausch kann zum Beispiel mittels eines MMS Handshakes unter Verwendung von AARQ und/oder AARE Nachrichten gemäß der MMS Spezifikation folgen. Hierbei kann ein Diffie-Hellman-Verfahren angewendet werden. Die einzelnen Nachrichten, welche zwischen der Startkomponente 63 und der Zielkomponente 65 ausgetauscht werden, können mit einer digitalen Signatur geschützt werden. Hierbei kann zum Beispiel eine AARQ Nachricht um ein Cryptotoken er- weitert werden. Ein beispielhafter Aufbau eines Cryptotokens ist in Figur 12 dargestellt. Ein weiterer Nachrichtenaus ^¬ tausch kann mittels AARE Nachrichten erfolgen, welche ebenfalls um ein Cryptotoken erweitert sein können. Der Nachrichtenaustausch von der Startkomponente 63 zu der Zielkomponente 65 ist in der vorliegenden Figur 6 mittels eines Pfeils 66 gekennzeichnet. Ein Nachrichtenaustausch von der Zielkomponente 65 zu der Startkomponente 63 ist in der vorliegenden Figur 6 mittels eines Pfeils 67 gekennzeichnet.

In der vorliegenden Ausführungsform, gemäß Figur 6 wird erfindungsgemäß ein Nachrichtenaustausch zwischen der Startkomponente 63 und der Zielkomponente 65 implementiert, wobei ein Nachrichtenaustausch, wie er zum Beispiel in der Figur 1, mittels der Pfeile 16 und 17 gekennzeichnet ist, nicht not ^¬ wendig ist. Somit erfolgt auf Anwendungsebene ein erfindungs ^¬ gemäßes Einrichten einer Sitzung, auch Session genannt, direkt zwischen zwei kommunizierenden End-zu-End-Verbindungen . Die Wahrscheinlichkeit eines Man-in-the-Middle Angriffs, wie er gemäß Fig. 1 möglich ist, ist somit mittels des erfin ^¬ dungsgemäßen Verfahrens minimiert.

Fig. 7 zeigt ein Sequenzdiagramm eines Verfahrens zum siche ^¬ ren Übertragen von Daten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Fig. 7 erfolgt das Übermitteln der Daten von mindestens einer Startkomponente SK, über eine Zwischenkomponente ZK zu einem Feldgerät ZK' auf physischer Ebene. Hierzu wird eine Verbindung auf Trans ^¬ portschicht, zum Beispiel mittels einer TLS-Sitzung TLSS her ^¬ gestellt. Dies erfolgt mittels eines mehrfachen Austauschens von Nachrichten zwischen mindestens einer der Startkomponenten SK, mindestens einer Zwischenkomponente ZK und der ge ^¬ meinsamen Zielkomponente ZK'. Im vorliegenden Ausführungsbei ^¬ spiel gemäß der Fig. 7 erfolgt ein Nachrichtenaustausch 70, der gemäß dem MMS Protokoll wie folgt beschrieben werden kann :

AARQ PDU1 (command)

Bei einer AARQ Nachricht handelt es sich um eine Application- Association-Request-Nachricht . PDU kann zum Beispiel für Pro- tocol Data Unit stehen, wie dies aus der Netzwerktechnik be ^¬ kannt ist. Bei dem Befehl "command" kann es sich um eine Ar- beitsanweisung an das Feldgerät ZK' handeln. In einer weiteren Nachricht 71 fordert die Zielkomponente ZK' von der

Startkomponente SK eine Response mittels eines Übersendens einer Challenge Nachricht an. Gemäß dem MMS Protokoll kann dies wie folgt beschrieben werden:

AARE PDU2 (challenge)

Hierbei steht AARE für eine Application-Association-Response- Nachricht. Zum Berechnen der Challenge, also der Anfragenach- rieht, kann durch die Zielkomponente ZK' mittels einem Chal- lenge-Response-Verfahren durchgeführt werden. Daraufhin rechnet die Startkomponente SK bezüglich des in der Nachricht 70 übermittelten Befehls eine Response-Nachricht, und übersendet diese in der Nachricht 72 zurück an die Zielkomponente ZK'. Die Zielkomponente ZK' prüft nunmehr die Response und führt in Abhängigkeit des Überprüfens der Response den übermittel ^¬ ten Befehl "command" aus. Die Nachricht 72 kann gemäß dem MMS Protokoll zum Beispiel wie folgt beschrieben: AARQ PDU3 (command (PDU1), response)

Da die Zielkomponente ZK' den übermittelten Befehl "command" ausgeführt hat, übermittelt die Zielkomponente ZK' eine Bes ^¬ tätigungsnachricht, auch Acknowledgement ACK genannt, zusam- men mit einer weiteren Challenge, auch noch Nonce-Nachricht genannt, an die Startkomponente SK. Diese Nachricht 73 kann gemäß dem MMS Protokoll wie folgt beschrieben werden: AARE PDU4 (ACK, Next Nonce) .

Anstatt bei einem erneuten Übersenden der Daten wiederholt die Verfahrensschritte 70, 71, 72 und/oder 73 auszuführen, kann nunmehr in der Ausführungsform der vorliegenden Erfin- dung erneut die Nachricht 72 übersendet werden, wobei sich nunmehr die Response auf die in der vorher übermittelten Nachricht 73 übermittelten Next Nonce bezieht. Somit erfolgt ein erneutes Authentisieren des Befehls Command. Gemäß der Nonce-Information erfolgt ein Binden an die jeweils vorherge- hende Nachricht. Somit ist ein Session-Konzept umgesetzt, welches es erlaubt, eine kryptographische Verkettung der Nachrichten auf Anwendungsebene bereitzustellen. Darüber hinaus kann die Berechnung der Response auch die eigentliche Response Nachricht enthalten, so dass eine Integritätsschutz der Nachrichten realisiert werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum sicheren Übermitteln von Daten erfolgt eine Nutzung des Ansatzes von HTTP Digest Authentication, bei dem der Server eine Challenge sendet und der Client die zugehörige Response berechnet. Zu ^¬ sätzlich kann hier ein Next-Nonce-Mechanismus genutzt werden, um ein Aufdoppeln aller Anfragenachrichten zu vermeiden. Mittels des Next-Nonce-Mechanismusses würde nur der erste Hands ^¬ hake aufgedoppelt werden, alle weiteren Antworten von der Serverseite würden die Challenge über die letzte Response er ^¬ halten. Dieser Ansatz geht von einem symmetrischen Geheimnis ausgehen, mit dem die Nachrichten dann integritätsgeschützt werden können. Figur 8 beschreibt ein Sequenzdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur sicheren Übertragung von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dem MMS Protokoll kann es sich im Folgenden um ein erweitertes MMS Protokoll han ^¬ deln. Die Startkomponente SK übermittelt eine Nachricht an die Zielkomponente ZK', was gemäß dem MMS Protokoll wie folgt beschrieben werden kann:

AARQ PDU1 (command, cryptotoken) Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das Cryptotoken eine Prüfsumme, die mittels der Startkomponente SK generiert wurde. Entspricht das übermittelte Cryptotoken einem erwarte ^¬ ten Cryptotoken, so übermittelt die Zielkomponente ZK eine Bestätigungsnachricht mitsamt dem Cryptotoken. Dies kann ge ^¬ mäß dem MMS Protokoll wie folgt beschrieben werden:

AARE PDU2 (ACK, cryptotoken) Folglich hat die Zielkomponente ZK' bestätigt, dass die In ^¬ tegrität der übermittelten Nachricht 80 gewährleistet ist. Sollen wiederholt Daten von der Startkomponente SK an die Zielkomponente ZK' übermittelt werden, so erfolgt ein weite ^¬ res Übermitteln der Nachricht 82, welche gemäß dem MMS Proto- koll wie folgt dargestellt werden kann:

AARQ PDU3 (command, cryptotoken)

Wurde der Befehl "command" gemäß der übermittelten Nachricht 82 von der Zielkomponente ZK' ausgeführt, so erfolgt ein Bes ^¬ tätigen und erneutes Übermitteln des Cryptotokens von der Zielkomponente ZK' an die Startkomponente SK. Dies kann gemäß dem MMS Protokoll wie folgt beschrieben werden: AARE PDU4 (ACK, Cryptotoken)

Alternativ zu dem erneuten Übermitteln der Nachrichten 82 und 83 kann auch ein iteratives Senden der Nachrichten 80 und 81 erfolgen .

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Nutzung eines rein symmetrischen Ansatzes analog zu dem H.235.1 Verfahren. Das H.235.1 Verfahren ist ein herkömmli- ches Verfahren, welches in einer Echtzeitkommunikation Einsatz findet. In der vorliegenden Ausführungsform kann in allen Nachrichten die Identität des Absenders und Empfängers, sowie der Zeitstempel und die Sequenznummer ergänzt werden. Dieser Ansatz geht von einem symmetrischen Geheimnis aus, mit dem die Nachrichten integritätsgeschützt werden können. Für den Integritätsschutz kann hier ein keyed Hash (HMAC) Verfahren mit aktuellen Hash Funktionen wie zum Beispiel SHA-256, SHA-512 und weitere eingesetzt werden.

Figur 9 beschreibt ein Sequenzdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten. Hierzu folgt in einem ersten Nachrichtenaustausch ein Übermitteln der Nachricht 90, welche gemäß dem MMS Protokoll wie folgt dargestellt werden kann:

AARQ PDU1 (command, cryptotoken, signed) Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass eine digitale Signatur verwendet werden kann. Hierbei ist es jedoch erforderlich, dass eine Verifikation der Signatur erfolgt. Besonders vorteilhaft ist bei der Ausführungsform, gemäß Figur 9, dass kein symmetrisches Geheimnis benötigt wird. Die digitale Sig ^¬ natur kann zum Beispiel mittels des Parameters "signed" der Nachricht 90 von der Startkomponente SK an die Zielkomponente ZK' übermittelt werden. Daraufhin erfolgt ein Übersenden der Nachricht 91 von der Zielkomponente ZK' an die Startkomponente SK, welche gemäß dem MMS Protokoll wie folgt dargestellt werden kann:

AARE PDU2 (ACK, cryptotoken, signed)

Folglich bestätigt die Zielkomponente ZK', dass die übermit ^¬ telte Nachricht, aufweisend den Befehl, das Cryptotoken und die Signatur erfolgreich empfangen wurde. Sollen nunmehr weitere Daten von der Startkomponente SK an die Zielkomponente ZK' übermittelt werden, so erfolgt ein Übermitteln der Nachrichten 92, welche gemäß dem MMS Protokoll wie folgt darge ^¬ stellt werden kann: AARQ PDU3 (command, cryptotoken, signed) sowie Nachricht 93, welche gemäß dem MMS Protokoll wie folgt dargestellt werden:

AARE PDU4 (ACK, cryptotoken, signed)

Alternativ zu dem Übermitteln der Nachrichten 92 und 93 kann ein erneutes Senden der Nachrichten 90 und 91 veranlasst wer- den.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt ein Nutzen eines rein asymmetrischen Ansatzes analog zu

H.235.2, wobei H.235.2 ein herkömmliches Verfahren der Kommunikationstechnik darstellt. In dieser Ausführungsform kann in allen Nachrichten die Identität des Absenders und Empfängers, sowie der Zeitstempel und die Sequenznummer ergänzt werden. Dieser Ansatz geht von einem asymmetrischen Schlüsselpaar aus, mit dem die Nachrichten dann integritätsgeschützt werden können. Für den Integritätsschutz kann hier eine digitale Signatur, zum Beispiel RSA, elliptische Kurven und weitere, eingesetzt werden. Durch die Signatur jeder Nachricht kann eine Non-Repudiation als Sicherheitsdienst realisiert werden, der für die Unterstützung von rollenbasierten Zugriffsverfahren eine Anforderung sein kann.

Figur 10 zeigt ein Sequenzdiagramm eines Verfahrens zur sicheren Übertragung von Daten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierzu erfolgt an einem Nachrichtenaustausch ein Übermitteln einer Nachricht 10A, welche mittels des MMS Protokolls wie folgt beschrieben werden kann:

AARQ PDU1 (command, cryptotoken, signed, DHset) In der vorliegenden Ausführungsform kann einem Handshake eine Diffie-Hellman-Schlüsseletablierung genutzt werden. Hierzu kann es notwendig sein, den Parameter DHset von der Startkomponente SK an die Zielkomponente ZK' zu übermitteln. In einem darauffolgenden Nachrichtenaustausch wird eine Nachricht 10B übermittelt, welche dem MMS Protokoll wie folgt dargestellt werden kann: AARE PDU2 (ACK, Cryptotoken, signed, DHset)

Daraufhin erfolgt mittels der Nachricht IOC ein Übermitteln eines Methodenaufrufs, welcher mittels des MMS Protokolls wie folgt dargestellt werden kann:

AAQ PDU3 (command, Cryptotoken, keyed Hash)

Daraufhin erfolgt ein Generieren und Übermitteln der Nachricht 10D, welche mittels des MMS Protokolls wie folgt darge- stellt werden kann:

AARE PDU4 (ACK, Cryptotoken, keyed Hash)

Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um ein kombinier- tes Ausführen der bereits beschriebenen Vorgehensweisen, wie sie in der Figur 9 und der Figur 8 beschrieben sind. Vorteilhaft ist hierbei, dass weniger Rechenaufwand benötigt wird, da eine wiederholte Verifikation einer Signatur hierbei ent ^¬ fallen kann. Besonders vorteilhaft ist bei der in Figur 10 beschriebenen Ausführungsform, dass ein neuer Schlüssel für jede Sitzung des Austauschens der Daten erzeugt wird.

Somit ist in der vorliegenden Ausführungsform gemäß Figur 10 eine Nachrichtenintegrität basierend auf einem Schlüsselpaar und einer digitalen Signatur für einen ersten Handshake, gewährleistet .

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum sicheren Übermitteln von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein hybrider Ansatz von H.235.3, was ein Verfahren der Nachrichtentechnik beschreibt, erfolgt. Hier kann im ersten

Handshake eine Diffie-Hellman-Schlüsseletablierung genutzt werden, die mit dem asymmetrischen Schlüsselmaterial digital signiert wird. Dieser Ansatz geht von einem asymmetrischen Schlüsselpaar aus. Vorzugsweise kann dieser Handshake in den AARQ und AARE Nachrichten realisiert werden. Mit dem so etablierten Shared Key, kann dann im Anschluss ein Integritäts- schütz für die Nachrichten innerhalb der Sitzung realisiert werden. Dieser kann mittels HMAC realisiert werden.

Figur 11 zeigt einen möglichen Nachrichtenaufbau einer Nachricht, welche in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum sicheren Übertragen von Daten Anwendung finden kann. Bei der in der Figur 11 gezeigten Nachricht, kann es sich um eine erweiterte MMS Nachricht handeln, welche mittels eines Cryptotokens 113 und/oder einer Prüfsumme, zum Beispiel einer MAC 114 erweitert wird. Die Nachricht weist einen IP Header 110, einen UDP/TCP Header 111, eine MMS Payload 112, einen Cryptotoken 113 und/oder einen MAC 114 auf. Bei der MMS Payload 112 kann es sich um eine Nutzlast handeln. Auf Anwendungsebene kann auch die MMS Payload 115, das Cryptotoken 113 und der MAC 114 als Nutzlast bezeichnet werden, was mittels des Pfeils 115 dargestellt ist.

In dem in der Figur 11 beschriebenen Nachrichtenaufbau erfolgt unter Benutzung von Cryptotoken eine Kapselung der notwendigen Informationen zum Durchführen des Verfahrens. Ein Cryptotoken 113 kapselt alle notwendigen kryptographischen

Informationen und kann damit in alle Nachrichten gleichermaßen eingefügt werden. Der MAC 114 am Ende der Nachricht er ^¬ möglicht die Integritätsprüfung der Nutzlast. Eine mögliche Definition eines Cryptotokens 113 für den Transport der not- wendigen kryptographischen Informationen kann als ASN.l Baum dargestellt werden. Ein Beispiel hierfür ist in der Figur 12 gezeigt .

Das Cryptotoken 113 kann zum Beispiel eine Nonce-Information aufweisen. Mittels des vorgestellten Nachrichtenaufbaus kann eine Integrität der MMS Payload 112 und/oder des Cryptotokens 113 sichergestellt werden, was in der vorliegenden Figur 11 mittels des Pfeils 116 gezeigt ist. Figur 12 zeigt in schematischer Form den Aufbau eines Crypto- tokens. Ein Cryptotoken kann beispielsweise mittels des fol ^¬ genden Quellcodes beschrieben werden.

cryptoToken : : = SEQUENCE -- General purpose/application specific token

{

tokenOID OBJECT IDENTIFIER,

TokenVals ClearToken,

token HASHED OPTIONAL,

token signed OPTIONAL

ClearToken ::= SEQUENCE a "token" may contain mul- tiple value types.

{

tokenOID OBJECT IDENTIFIER,

certificate TypedCertificate OPTIONAL, timeStamp TimeStamp OPTIONAL,

SeqenceNumber SequenceNumber OPTIONAL, random RandomVal OPTIONAL, dhkey t OPTIONAL,

receiverlD Identifier OPTIONAL, sendersID Identifier OPTIONAL

HED : := SEQUENCE algorithmOID OBJECT IDENTIFIER,

paramS Params, -- any "runtime" pa- rameters

hash BIT STRING

signed ::= SEQUENCE

{ algorithmOID OBJECT IDENTIFIER, paramS Params, -- any "runtime" Parameters

signature BIT STRING

DHset SEQUENCE

{

Halfkey BIT STRING (SIZE (0..2048) ) ,

= g ^A x mod n

Midsize BIT STRING (SIZE (0..2048) ) , n

generator BIT STRING (SIZE (0..2048) ) , - g

}

Das in der Figur 12 gezeigte Cryptotoken 120 kann beispielsweise dem in Figur 11 gezeigten Cryptotoken 113 entsprechen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Cryptotoken 120 ein TokenOID 121, ein Clear Token 122, einen Hashed-Datentyp 123 und/oder einen Signed-Datentyp 124 aufweisen. Zum intuitiveren Verständnis sei im Folgenden eine Tabelle der Be ^¬ zeichnungen der Bezugszeichen gegeben:

120 cryptoToken

121 tokenOID

122 ClearToken

123 HASHED

124 signed

1221 tokenOID

1222 certificate

1223 dhkey

1224 timeStamp

1225 Sequence Number

1226 random 1227 receiver ID

1228 senders ID

1231 algorithmOID

1232 paramS = NULL

1233 hash

1241 algorithmOID

1242 paramS = NULL

1243 signature