Der Wasserinfrastruktur steht ein enormer Wandel bevor. Vor dem Hintergrund zentraler Herausforderungen wie der Urbanisierung, dem Klimawandel, alternden Infrastrukturen und der Transformation des Arbeitsmarkts ist eine Modernisierung und Digitalisierung der Siedlungswasserwirtschaft und der dazugehörigen Infrastrukturen unabdingbar. Allerdings führt die Einführung vernetzter und integrierter digitaler Lösungen zu neuen Problemen der Cybersicherheit. Die zunehmende Vernetzung und Automatisierung schafft Schwachstellen für böswillige Cyberaktivitäten. Als kritische Infrastruktur ist die Wasser- und Abwasserinfrastruktur für die Aufrechterhaltung lebenswichtiger gesellschaftlicher Funktionen unerlässlich und Schäden, ausgelöst durch Naturkatastrophen, Terrorismus, kriminelle Handlungen o.Ä., können schwerwiegende Auswirkungen auf die Sicherheit und das Wohlergehen der Bürger:innen haben.
Das KWB hat sich in diesem Projekt deshalb das Ziel gesetzt, die mit der Digitalisierung des Wassersektors verbundenen Trends darzustellen und die damit einhergehenden Cyberrisiken zu beleuchten. Hierzu wurde eine umfassende Literaturrecherche und -auswertung zum neuesten Stand bevorstehender technischer Entwicklungen sowie Interviews mit Expert:innen der Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt.
Die Recherche des KWB fokussierte sich auf fünf Entwicklungsschwerpunkte:
IoT (Internet der Dinge) und Intelligente Sensoren
KI (Künstliche Intelligenz) für die Wasserwirtschaft
Cloud-Migration
Transformation der Infrastruktur
Smart Cities
Alle diese Bereiche bergen neben ihren enormen Potenzialen auch erhebliche Gefahren. Um sich diesen stellen zu können, bedarf der Wassersektor einer tiefgreifenden technischen und organisatorischen Erneuerung.
Im Rahmen des Projekts entwickelten wir eine Liste konkreter Forschungs- und Entwicklungsbedarfe, die im ausführlichen Projektbericht näher beschrieben sind:
Verbesserung der Sicherheit von IoT-Komponenten
Aufbau von KI-basierten fortschrittlichen Analysen für Cybersicherheitsprobleme
Erfassung des realen Verhaltens von Analyst:innen bei der Entwicklung von KI-Algorithmen
Reduzierung der Einschränkungen von KI und Erhöhung der Zuverlässigkeit von Vorhersagen
Verbesserung des Verständnisses für neue Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit der Konvergenz von IT (Informationstechnologie)- und OT (operative Technologie)-Systemen
Unterstützung der Verlagerung industrieller Kontrollsysteme von eigenständigen auf Cloud-basierten Umgebungen
Experimentieren mit Test- und Simulationsumgebungen
Entwicklung sicherer Lösungen, die die Dezentralisierung der Infrastruktur begleiten
Erstellung einer strukturellen Ontologie für Smart Cities (Interoperabilität und Datenmodelle)
Verbesserung der Sicherheit von städtischen Datenplattformen
Vermeidung von Kaskadeneffekten und Entwicklung von Abhilfestrategien
Entwicklung flexibler Cybersicherheitsansätze für kleine und mittelgroße Betreiber
Verstärkung der lokalen, regionalen und internationalen Zusammenarbeit im Wassersektor
Entwicklung neuer und verbesserter Ausbildungs- und Schulungsprogramme und Erhöhung der Attraktivität des Sektors für IT- und OT-Expert:innen
Unsere Handlungsempfehlungen bieten eine ideale Grundlage auf dem Weg hin zu widerstandsfähigeren Wasserinfrastrukturen mit höherer Cybersicherheit. Dadurch leisten wir einen Beitrag zur Sicherheit und Gesundheit von Mensch und Umwelt.
