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Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) nutzen Blockchain-Technologie zum Schutz der Stromnetze vor Ausfällen. Es ist das erste Mal, dass Blockchain verwendet wird, um die Kommunikation zwischen Geräten im Stromnetz auf Richtigkeit zu überprüfen.
Das Projekt ist Teil der ORNL-geführten Darknet-Initiative, die vom Office of Electricity des US-Energieministeriums finanziert wird. Ziel ist es, die Strominfrastruktur des Landes durch die Umstellung der Kommunikation zu sichern.
Solar und E-Autos als Risiken
Cyber-Risiken haben mit der bidirektionalen Kommunikation zwischen Netzleistungselektronikgeräten und neuen Geräten zugenommen, die von Solarmodulen über Ladegeräte für Elektroautos bis hin zu intelligenter Heimelektronik reichen. Durch die Bereitstellung eines Vertrauensrahmens für die Kommunikation zwischen elektrischen Geräten erhöht ein ORNL-Team unter der Leitung von Raymond Borges Hink die Widerstandsfähigkeit des Stromnetzes.
Die Forscher haben eine Software zur Erkennung potenziell gefährlicher Aktivitäten wie Datenmanipulation, Spoofing und illegaler Änderungen an Geräteeinstellungen entwickelt. Diese Aktivitäten können kaskadierende Stromausfälle auslösen, also schnell aufeinanderfolgende Abschaltungen von immer mehr Kraftwerken, die schlussendlich zum Blackout führen.
„Das gibt uns die Möglichkeit, schnell auf Anomalien zu reagieren. Auf lange Sicht können wir eine nicht autorisierte Systemänderung schneller identifizieren, ihre Quelle finden und eine vertrauenswürdigere Fehleranalyse durchführen. Ziel ist es, den durch einen Cyber-Angriff oder Geräteausfall verursachten Schaden zu begrenzen“, unterstreicht Borges Hink.
Überwachung rund um die Uhr
Der Ansatz verwendet manipulationssichere Blockchain, um Konfigurations- und Betriebsdaten redundant auf mehrere Server zu verteilen. Die Daten und Einstellungen der Geräte werden ständig mit einer statistischen Basislinie von Normalspannung, Frequenz, Leistungsschalterstatus und Netzqualität verglichen. Geräteeinstellungen werden in regelmäßigen Abständen gesammelt und mit der letzten korrekten Konfiguration verglichen, die in der Blockchain gespeichert ist.
Das ermöglicht es, schnell zu erkennen, wann und wie Einstellungen geändert wurden, ob diese Änderungen autorisiert wurden und was sie verursacht hat. „Mit unserer Technik können wir nahezu in Echtzeit feststellen, ob ein Fehler im Netz durch einen Cyber-Angriff oder durch Naturereignisse ausgelöst wurde“, sagt Borges Hink. Dass es funktioniert, demonstrierten die Forscher an einem Testnetz, welches das ORNL betreibt.
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