Zwei Hacker hatten im Oktober 2014 das Stromnetz ganz Spaniens unter Kontrolle. Sie nutzten die flächendeckende Vernetzung und zentrale Organisation aller Stromzähler und hackten sich in die Firmware . Offenbar war es recht unkompliziert, die Identifikationsnummern zu fälschen. Einmal in das System eingedrungen, ließen sich die Zähler manipulieren, Malware installieren oder gleich der komplette Strom abstellen. Zum Glück handelte es sich bei dem Hack nur um eine Simulation. Die Aktion zeigte jedoch eine große Sicherheitslücke in den intelligenten Stromnetzen und Stromzählern. Die Hersteller sind alarmiert. Doch wie kann eine Lösung aussehen?

Attraktives Angriffsziel

So praktisch ein zentral organisiertes Versorgungsnetz auch sein mag, so attraktiv ist es auch für Angreifer. Das Max-Planck-Institut (MPI) für Dynamik und Selbstorganisation hat daher im Januar 2015 eine mögliche Lösung des Problems veröffentlicht : dezentrale Organisation. Das klingt simpel und neben dem Schutz vor Hackern soll es noch viele andere Vorteile wie Datensicherheit der Kunden bieten. Schließlich würden Daten zu ihrem Stromverbauch nicht mehr an einer einzigen Stelle gespeichert. Doch Dezentralität birgt diverse Schwierigkeiten. Der leitende Physiker am MPI, Benjamin Schäfer, stand unter anderem vor dem Problem, ob und wie intelligente Stromzähler bei den Kunden den schwankenden Verbrauch überhaupt direkt und dezentral regeln können. Eines der Hauptprobleme liege in der Verzögerung, mit der viele Geräte auf kurzfristige Frequenzänderungen im Netz reagieren. Ein Router beispielsweise, der künftig die elektrischen Geräte im Haus steuern soll, benötigt hierfür eine gewisse Rechenzeit.

Prinzipiell funktionsfähig

Unterstützung holte sich Schäfer von Thomas Walter. Dessen Firma Easy Smart Grid aus Karlsruhe entwickelt Systemlösungen für den Betrieb dezentraler Energienetze. Viele kleine Erzeuger liefern mit Hilfe seiner Lösungen großen Kraftwerken ihren Strom. Schäfer nutzte ein von Walter entwickeltes mathematisches Modell und simulierte die dezentrale Selbstorganisation der Zähler auf ein sich veränderndes Stromangebot. Mit eindeutigem Ergebnis: Die intelligenten Stromzähler müssen nicht sofort reagieren, da sich kleinere Frequenzschwankungen innerhalb kürzester Zeit selbst ausbalancieren. Im Gegenteil ist es sogar vorteilhafter, wenn zunächst die neuen Frequenzwerte ermittelt werden müssen, da sich so der Verbrauch genauer anpassen lässt. Die Forscher am MPI haben damit bewiesen, dass intelligente Stromzähler prinzipiell ohne zentrale Steuerung funktionieren. Ob die Hersteller diese Ergebnisse nutzen, wird sich zeigen. Denn die orientieren sich eher an Industrie 4.0 und nutzen komplett vernetzte Anlagen mit einem zentralen und dadurch kostensparenden Prozessmanagement. Letztlich geht es um die Balance zwischen Sicherheit und Kostenfaktor.

Auf der HANNOVER MESSE präsentieren internationale Aussteller ihre Smart-Grid-Lösungen. Inwiefern sie sich bei der Entwicklung mit dem Schutz vor Hacken auseinander gesetzt haben, erleben Sie vor Ort, z.B. auf der Leitmesse Energy .