IT/OT-Konvergenz und IIoT-Anwendungsfälle in KRITIS

1. Definition und Abgrenzung von KRITIS

Kritische Infrastrukturen (KRITIS) sind Organisationen und Einrichtungen mit wichtiger Bedeutung für das Gemeinwesen¹. Ausfälle oder Beeinträchtigungen führen zu erheblichen Versorgungsengpässen oder Gefährdungen der öffentlichen Sicherheit¹.

Zu den KRITIS-Sektoren gehören¹:

• Energieversorgung (Elektrizität, Gas, Mineralöl)
• Wasserwirtschaft (Trinkwasserversorgung, Abwasserentsorgung)
• Informationstechnik und Telekommunikation
• Gesundheitswesen
• Finanz- und Versicherungswesen
• Transport und Verkehr
• Ernährung
• Staat und Verwaltung

Die Einstufung als KRITIS-Betreiber erfolgt anhand von Kriterien wie Anlagengröße, Durchsatz (z. B. Megawatt-Leistung im Energiesektor) oder Versorgungsgrad (z. B. Versorgung von mehr als 500.000 Personen)¹.

2. Paradigmenwechsel durch IT/OT-Konvergenz

Die Anbindung von Betriebstechnologie (OT) an das Internet und Informationstechnik (IT) wird durch Industrie 4.0 und das Industrial Internet of Things (IIoT) getrieben¹.

• Traditioneller Ansatz: Physische Isolation ("Air-Gapping") von OT-Systemen gegenüber externen Netzen¹.
• Konvergenter Ansatz: Zunehmende Vernetzung für Echtzeitdatenanalyse, Fernwartung und Effizienzsteigerung¹.
• Auswirkung: Die historische Annahme des Schutzes durch physische Isolation ist hinfällig; der Sicherheitsfokus verschiebt sich von reiner Perimeterisolation hin zu mehrschichtigen Verteidigungskonzepten¹.

3. Merkmale des Industrial Internet of Things (IIoT)

Das IIoT umfasst die Anwendung von IoT-Technologien in industriellen Umgebungen¹. Die Kernmerkmale sind¹:

• Vernetzte Sensoren und Aktorik zur Zustandserfassung (z. B. Temperatur, Druck, Vibration)
• Kontinuierliche Datenübertragung über Kommunikationsnetze (z. B. Ethernet, WLAN, 5G, 450 MHz)
• Datenverarbeitung und -analyse (lokal, Edge oder Cloud)
• Automatisierte Prozesssteuerung und Unterstützung der Instandhaltung

4. Anwendungsfälle im KRITIS-Umfeld

Aktuelle Use Cases

• Fernüberwachung im Energiebereich: Anbindung von Kurzschlussanzeigern über Mobilfunk/LPWAN zur schnellen Fehlerlokalisierung¹.
• Messwesen: Intelligente Messsysteme (iMSys) unter Nutzung des 450-MHz-Frequenzbands¹.
• Wasserwirtschaft: Vernetzte Sensorik zur Leckageerkennung und Diebstahlprävention¹.
• Verkehrsleittechnik: Verschlüsselte Anbindung von Straßenausstattung und Logistiksystemen¹.

Zukünftige Use Cases

• Prädiktive Wartung: Automatisierte Leistungsauswertung und Fehlererkennung vor dem Auftreten von Systemausfällen¹.
• Smart Grids: Sensorbasierte Echtzeitüberwachung zur Steuerung der Energieverteilung und schnellen Reaktionsfähigkeit bei Ausfällen¹.
• Prozessoptimierung in Öl & Gas: Pipeline-Monitoring und Echtzeit-Erkennung von Druckschwankungen und Lecks¹.