Eindeutige Identifikation von Personen und Gütern für die Sicherheit immer wichtiger – Abschluss eines vom Hessischen Ministerium des Innern und für Sport geförderten Projekts  

Cybersicherheit in Forschung & Lehre an der FOM  

„Die Digitalisierung durchdringt sämtliche Lebens-, Arbeits- und Geschäftsbereiche. Die Bedeutung von Informations- und Cybersicherheit nimmt stetig zu“, postuliert das Bundesministerium des Innern und für Heimat auf dessen Website. Damit ist IT-Sicherheit oder auch elektronische Datensicherheit gemeint. Und es gilt für staatliche Einrichtungen genauso wie für Unternehmen und andere Organisationen. „Gerade in der Pandemie ließen sich beispielsweise vermehrt Angriffe auf Krankenhäuser in den USA beobachten, um Zugang zu Daten […] zu erlangen“, hält der Wissenschaftsrat in dessen Arbeitsprogramm 2022/2023* fest und fordert auf, „Forschung zu Cybersicherheit stärker in die Anwendung“ zu bringen. Daran ist auch das Hessische Ministerium des Innern und für Sport interessiert, hat eine Forschungsförderung Cybersicherheit initiiert und fördert in dessen Rahmen das Projekt „Nichtklonbare analoge Schaltungen (Analoge PUFs)“ der FOM Hochschule. 

<figure id="attachment_19752" aria-describedby="caption-attachment-19752" style="width: 1400px" class="wp-caption aligncenter"><figcaption id="caption-attachment-19752" class="wp-caption-text">„Security Awareness“, also Sicherheitsbewusstsein, hat im digitalen Raum eine immer größere Bedeutung | © photon_photo – stock.adobe.com</figcaption></figure>

Prof. Dr. Bernd Ulmann, der an der FOM in FrankfurtWirtschaftsinformatik lehrt und als Gastprofessor am Institut für Medizinische Systembiologie der Universität Ulm tätig ist, leitet das FOM Projekt gemeinsam mit Prof. Dr. Gerhard Scheitler, der Mathematik für Wirtschaft und Technik am Hochschulzentrum München lehrt.

Zu der vom Hessischen Ministerium organisierten „Ringvorlesung Cybersicherheit“, die im Oktober und November 2022 wöchentlich einstündig in hybridem Format durchgeführt wurde, war Prof. Ulmann eingeladen worden, den Eröffnungsvortrag zu halten. „Mehr als 300 interessierte Zuhörerinnen und Zuhörer waren in Präsenz sowie online dabei. Ich freue mich über das Interesse am Thema – auch von Personen außerhalb meines Fachbereiches“, so der FOM Wissenschaftler. Sein Vortrag trug den Titel „Zurück in die Zukunft – Wie analoge Rechner unsere digitale Welt verändern können“**. Zuvor war er eingeladen worden, bei der 52. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik e. V. (GI), der „INFORMATIK 2022“, eine Keynote mit dem Titel „Analog and Hybrid Computing für das 21. Jahrhundert“ zu halten.

Sein Buch „Analog Computing“, das erstmalig 2013 erschien und sich mittlerweile zu einem Standardwerk entwickelt hat, hat er grundlegend überarbeitet und von 300 auf rund 450 Seiten erweitert. „Die Resonanz auf die Erstauflage war sehr groß und es hat sich einiges getan, daher haben wir uns jetzt nach neun Jahren für eine Zweitauflage entschieden“, resümiert Prof. Ulmann. Ein weiteres Fachbuch möchte er gemeinsam mit Prof. Scheitler im Rahmen des aktuellen Forschungsprojekts an der FOM schreiben.

Herr Professor Ulmann, bei Cybersicherheit denke ich persönlich an Sicherheit im digitalen Raum. Wie können denn analoge Rechner die Sicherheit im digitalen Raum verbessern? Ist das nicht paradox? Ich – und sicher auch unsere Leserinnen und Leser – würde mich sehr freuen, wenn Sie uns einen kleinen Einblick geben könnten.

Prof. Dr. Bernd Ulmann:Ganz konkret können analoge, nicht klonbare Schaltungen in Form physischer Zugangstoken genutzt werden, um beispielsweise Personen Zugriff auf bestimmte Systeme zu gewähren, ohne das Risiko in Kauf zu nehmen, dass ein Angreifer ein solches Token kopieren kann, um sich damit unerlaubterweise ebenfalls Zugriff zu verschaffen. Weiterhin lassen sich auf Basis von „Rauschen“ Zufallszahlen erzeugen, die eine wichtige Rolle bei der Generierung von Schlüsseln für kryptographische Protokolle spielen.

Können Sie uns das mit dem Rauschen noch etwas näher erklären?

Prof. Dr. Bernd Ulmann:Rauschen tritt in allen elektronischen Schaltungen auf. So entstehen beispielsweise in Widerständen oder an p-n-Übergängen in Dioden und Transistoren, das sind Materialübergänge, zufällige Ladungsverschiebungen. Diese resultieren in – meist unerwünschten – Signalen mit einem breiten Frequenzspektrum. Solche Effekte kennt man beispielsweise vom Radio, wenn man es auf keinen Sender abgestimmt hat und aus dem Lautsprecher Rauschen dringt. Möchte man nun beispielsweise Zufallszahlen als Grundlage für kryptographische Schlüssel erzeugen, so kann man solche Rauschsignale verwenden, da diese prinzipbedingt nicht reproduziert oder vorhergesagt werden können.

<mark class="has-inline-color" style="background-color: #93dbc5;">Neue Studiengänge zu Cyber Security
</mark><mark class="has-inline-color" style="background-color: #93dbc5;">Die FOM Hochschule reagiert auf den steigenden Bedarf an Expertinnen und Experten für Cybersicherheit, indem sie ab dem Sommersemester 2023 die drei neuen Studiengänge Cyber Security (B.Sc.), Cyber Security Management (B.Sc.) und Cyber Security Management (M.Sc.) anbietet. Weitere Informationen zu den Studiengängen, die im Digitalen Live-Studium angeboten werden, gibt es hier.</mark>

Informationen zum Start des Forschungsprojekts „Nichtklonbare analoge Schaltungen (Analoge PUFs)“ können hier im Wissenschaftsblog nachgelesen werden. Das Forschungsvorhaben wird im Rahmen der Forschungsförderung Cybersicherheit durch das Hessische Ministerium des Innern und für Sport gefördert.

* Arbeitsprogramm des Wissenschaftsrats für den Zeitraum Juli 2022 bis Januar 2023, S. 19

** Die Präsentation von Prof. Ulmann kann hier heruntergeladen werden.

Yasmin Lindner-Dehghan Manchadi M.A. | Referentin Forschungskommunikation der FOM Hochschule | 16.11.2022 

Cybersicherheit: Ministerium setzt auf Analog Computing – Forschungsprojekt an der FOM Hochschule gestartet  

„Die Zukunft des Computers ist analog“, titelte vergangenes Jahr das Wirtschaftsmagazin Capital online. FOM Wissenschaftler Prof. Dr. Bernd Ulmann, der für den Capital-Artikel interviewt wurde, ist der Überzeugung, dass „Zukunftstechnologie ohne analoge Rechner nicht denkbar [ist]. Kaum hackbar, arbeiten sie ohne Software und Algorithmen. Ein weiteres Plus: Ihr Energieverbrauch ist bei gleichzeitig extrem hoher Rechenleistung sehr gering.“ Das könne in vielen Bereichen hilfreiche Innovationen bringen, beispielsweise in der Medizin für Implantate, die ohne Energiespeicher auskommen würden.

<figure id="attachment_18272" aria-describedby="caption-attachment-18272" style="width: 305px" class="wp-caption alignright"><figcaption id="caption-attachment-18272" class="wp-caption-text">Ist das Kunst oder Mathematik? Es handelt sich hier um einen sogenannten „Aizawa-Attraktor im Phasenraum“, etwas, das nur mit dem Verständnis der mathematischen Zusammenhänge dahinter verständlich würde. Dafür warten wir die nächsten Blogbeiträge zum Analog- bzw. Unconventional Computing ab und lassen für den Moment erst einmal die Schönheit des Bildes auf uns wirken. Fortsetzung folgt… | Bild: Bernd Ulmann</figcaption></figure>

Im Bereich der Cybersicherheit „können Digital- mit Analog-Computern nicht mithalten“, so FOM Professor Ulmann, der in einem Gastbeitrag diesen Herbst in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung schrieb: „Unsere gängigen Computer stoßen inzwischen an fundamentale Grenzen“ und ein Plädoyer dafür hielt, mit dem Analog Computing „eine alte Idee wiederauferstehen zu lassen“.

Zum Thema Cybersicherheit forscht er aktuell im Rahmen des Projekts „Nichtklonbare analoge Schaltungen (Analoge PUFs)“, das durch das Hessische Ministerium des Innern und für Sport gefördert wird. Eine nichtklonbare analoge Schaltung – auf Englisch „Physically Unclonable Function“, kurz PUF, ist die Implementation einer einzigartigen Funktion, die nicht dupliziert werden kann.

„Auf Basis solcher PUF lassen sich beispielsweise Hardwaretoken – das heißt dedizierte Hardwarekomponenten, beispielsweise in Form einer Chipkarte – bauen, die eine eindeutige Identifikation von Objekten – seien es Waren oder Personen – ermöglichen“, so der Forscher. Im Zusammenhang mit Personen können diese beispielsweise im Rahmen einer Zwei-Faktor-Authentisierung genutzt werden, um Personen Zugriff auf Rechnersysteme etc. zu gewähren – oder auch zu verweigern!

Das Forschungsvorhaben wird im Rahmen der Forschungsförderung Cybersicherheit durch das Hessische Ministerium des Innern und für Sport gefördert. Laufzeit: 01.10.2021-30.09.2023.

Yasmin Lindner-Dehghan Manchadi M.A. | Referentin Forschungskommunikation der FOM Hochschule | 16.12.2021