Neuer IP-Core kombiniert Echtzeitsynchronisation und Datensicherheit für 5G/6G-Netze
Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) und die aconnic AG haben im Rahmen des Projekts RealSec5G einen neuen IP-Core entwickelt, der funktionale Sicherheit und Datensicherheit in Kommunikationsnetzen kombiniert. Der entwickelte TSN-MACsec IP-Core vereint dabei die Eigenschaften von Time-Sensitive Networking (TSN) und MACsec.
TSN umfasst Kommunikationsstandards, die eine Echtzeit-Synchronisation, Redundanz und garantierte Übertragungen im Ethernet ermöglichen und zielt auf eine hohe funktionale Sicherheit mit minimaler Fehleranfälligkeit ab. MACsec ist ein internationaler Sicherheitsstandard, der den Schutz von Ethernet-basierten Netzwerken durch kryptografische Verfahren sicherstellt. Er soll die Vertraulichkeit und Integrität der übertragenen Daten gewährleisten.
Im Projekt RealSec5G wurde angestrebt, ein kosteneffizientes und einfach integrierbares System zu entwickeln, das Echtzeitfähigkeit mit Datenschutz verbindet. Der neu entwickelte IP-Core kombiniert TSN-Funktionalitäten mit einer Verschlüsselung auf Leitungsgeschwindigkeit. Dabei kam ein Hardware/Software Co-Design-Ansatz zum Einsatz, bei dem ein Demonstrator auf Basis handelsüblicher FPGA-Komponenten gebaut und evaluiert wurde.
Die Integration von MACsec in TSN-Umgebungen soll es ermöglichen, kritische Datenströme sowohl zeitgerecht zu übertragen als auch vor unbefugtem Zugriff und Manipulation zu schützen. In Tests unter realistischen Bedingungen, einschließlich simulierten Angriffen, konnten nach Angaben der Projektpartner keine negativen Auswirkungen auf Zeitstempel, Übertragungsgeschwindigkeit oder die Authentizität der Daten festgestellt werden.
Die Ergebnisse des Projekts sollen nicht nur in Bereichen wie Verkehr, Transport und Energie Anwendung finden, sondern auch neue Perspektiven in Verwaltung, Gesundheitswesen, Informationstechnik und Telekommunikation eröffnen. Darüber hinaus sehen die Projektpartner Potenziale, die entwickelten Technologien in zukünftigen Kooperationen auf industrielle Kommunikationslösungen auszuweiten. Langfristig wird die Kombination der Projektergebnisse mit Quantentechnologien in Betracht gezogen, insbesondere im Hinblick auf Sicherheitsanforderungen der Post-Quanten-Kryptografie.
Das Abschlussmeeting des Projekts RealSec5G ist für den 30. April 2025 geplant.
Quelle: Fraunhofer IPMS.