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Die industrielle Kommunikation war früher von relativ eingeschränkten, geschlossenen Feldbussystemen geprägt. Mit der zunehmenden Öffnung von Automatisierungsnetzen durch die horizontale und vertikale Integration in Produktionsanlagen entstehen gefährliche Angriffsflächen, die zum Diebstahl von Produktionsgeheimnissen, der Manipulation oder dem kompletten Lahmlegen der Produktionsprozesse führen können. Hieraus ergeben sich grundlegend neue Anforderung an die Datensicherheit, denen mit innovativen Lösungsansätzen begegnet werden muss.
Ziel des Forschungsvorhabens „SecureField“ war es, die Umsetzbarkeit und Anwendbarkeit des Ansatzes „(D)TLS-over-Anything“ zu untersuchen und nachzuweisen, sowie einen Werkzeugkasten zur Definition und Implementierung entsprechender Sicherheitslösungen vorzubereiten. Als langjährig etablierter Standard im IT-Umfeld stellte sich das (Datagram) Transport Layer Security ((D)TLS) Protokoll in Kombination mit einer industrie- bzw. automatisierungskompatiblen Public-Key-Infrastruktur (PKI) als äußerst vielversprechende Möglichkeit dar, Datensicherheit auch im OT-Umfeld zu erzielen. Hierbei sollten insbesondere KMU adressiert werden, für welche eigene Entwicklungsarbeiten in diesem Umfeld häufig zu aufwändig und technisch sowie wirtschaftlich zu riskant sind.
Mit „SecureField“ konnten Ergebnisse auf mehreren Ebenen erzielt werden. Zunächst konnte im Projektverlauf ein umfassendes und generisches Konzept zur Ende-zu-Ende-Absicherung von Kommunikationspfaden und -protokollen im industriellen Umfeld erarbeitet werden. Dieses Konzept besteht aus einem generischen Kommunikationsmodell sowie aus einem generischen Authentifikationsmodell.
Wireless Sensor Networks (WSN) have emerged as interesting topic in the research community due to its manifold applications. One of the main challenges of this field is the energy consumption of the nodes, which typically is quite restricted due to the required lifetime of such WSNs. To solve that problem several energy-saving MAC protocols have been developed so far. One of them recently presented by the authors is the so-called SmartMAC as an extension to the IEEE802.15.4 standard. In this paper, we present the implementation details of the porting of the SmartMAC protocol to the discrete event network simulator NS3. We develop this module for NS3 to simulate the performance, multi node execution, and multi node configuration. Along with this model, we also present an energy model for the evaluation of the energy consumption. The current implementation in NS3 is based on the LR-WPAN (Low-Rate Wireless Personal Area Networks) as specified by the IEEE802.15.4 (2006) standard. The simulation results show that the SmartMAC with its sleep and wake-up mechanisms for the transceivers, is significantly more efficient than the current NS3 MAC (Medium Access Control) scheme.