Modellierung von Szenarien vorsätzlicher elektromagnetischer Beeinflussung

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zur Modellierung wahrscheinlicher elektromagnetischer Bedrohungsszenarien. Ein Bedrohungsszenario ist in diesem Zusammenhang definiert als ein Datensatz, der das betrachtete Zielsystem, mögliche Störquellenklassen, deren räumliche Anordnung als auch relevante Informationen der Umgebung des Zielsystems beschreibt. Die Beschreibungen umfassen neben technischen Aspekten auch nicht-technische Aspekte (z.B. Zugänglichkeit, Mobilität, Verfügbarkeit und benötigtes Fachwissen) als auch die zugehörige Wahrscheinlichkeit. Nach einer Einführung in die Grundlagen des Risikomanagements werden ausgesuchte Methoden zur Beurteilung von EMI-Risiken vorgestellt. Neben der allgemeinen Vorgehensweise werden insbesondere die für die Betrachtung elektromagnetischer Beeinflussungen notwendigen Anpassungen und Erweiterungen diskutiert. So ist im Fall des EMI-Risikomanagements nicht nur das Zielsystem, sondern das gesamte Bedrohungsszenario, einschließlich Störquelle und Umgebung, zu definieren, zu modellieren und zu analysieren. In diesem Zusammenhang wird aufgezeigt, dass das bekannte Modell der elektromagnetischen Störkopplung erst durch die Erweiterung um eine menschliche Dimension alle für das EMI-Risikomanagement relevanten Aspekte abbilden kann. Die Untergliederung des so erweiterten Störkopplungsmodells in die Bereiche Angreifer, Störquelle, Störkanal, Zielsystem und Nutzer liefert eine Grundstruktur für das Modell eines IEMI-Szenarios. Für die Beschreibung des unbekannten Angreifers wird das Modell des generischen Angreifers entwickelt. Hierfür werden auf der Basis von Expertenbefragungen und verfügbaren statistischen Daten Wahrscheinlichkeitsverteilungen hinsichtlich der Eigenschaften Fachwissen und finanzielle Ressourcen erstellt. Die anschließende Ableitung generischer Modelle möglicher Störquellen beginnt mit der Untergliederung des nutzbaren Volumens möglicher Trägerplattformen in Teilvolumina für die jeweiligen Baugruppen. Mit Hilfe der Baugruppenmodelle werden aus den Teilvolumina die wesentlichen Leistungsdaten der jeweiligen Baugruppen und in einem nachfolgendem Modellierungsschritt die Leistungsdaten des Gesamtsystems abgeschätzt. Parallel hierzu werden durch Vergleich der Kenndaten der Baugruppen (benötigtes Fachwissen, Verfügbarkeit und Kosten) mit den Eigenschaften des generischen Angreifers die Auftrittswahrscheinlichkeit der betrachteten Störquelle in einer kriminellen Aktivität bestimmt. Die Anwendbarkeit der Methode wird am Beispiel der Modellierung einer existierenden Störquelle nachgewiesen. Die gute Übereinstimmung der aus dem erstellten Modell abgeschätzten Leistungsdaten mit den experimentell ermittelten Werten belegt die Gültigkeit der Modellannahmen. Die Modellierung des elektromagnetischen Bedrohungsszenarios wird mit der Abschätzung der Auftrittswahrscheinlichkeit abgeschlossen. Hierzu wird die Umgebung des Zielsystems hinsichtlich der Zugänglichkeit und der notwendigen Mobilität von Systemen bewertet. Anhand des Vergleiches mit der Mobilität betrachteter EMI-Quellenklassen wird anschließend die Wahrscheinlichkeit, mit der diese an einem Ort in der Umgebung des Zielsystems auftreten kann, abgeschätzt. In einem finalen Modellierungsschritt wird unter Berücksichtigung der Eigenschaften des generischen Angreifers und der Wahrscheinlichkeit mit der dieser Zugang zu der betrachteten IEMI-Störquelle hat die Auftrittswahrscheinlichkeit des gesamten Bedrohungsszenarios ermittelt.