LoRaWAN-TLS-Wasserzähler – die Vorteile der Digitalisierung mit höchster Datensicherheit vereint

Datensicherheit und Datenschutz haben oberste Priorität

So hat Gelsenwasser gemeinsam mit Kamstrup und PHYSEC, einem auf IoT-Cyber-Security spezialisiertem Unternehmen aus Bochum, einen Ultraschall-Wasserzähler mit LoRaWAN-TLS-Technologie entwickelt. Hintergrund dafür ist, dass die Nutzung intelligenter Messgeräte und IoT-Anwendungen unverzichtbar für die Digitalisierung der Netzinfrastruktur ist.

So kombiniert PHYSEC die Vorteile des Funknetzes LoRaWAN und die für Internet-Kommunikation vorgesehene TLS-Verschlüsselung – das ermöglicht eine BSI-konforme Datenübertragung per Funk und Internet (LoRa und WAN) vom Wasserzähler bis zu Gelsenwasser. Denn die Zuverlässigkeit und die Sicherheit der genutzten Ende-zu-Ende Sicherheitstechnologie ist von größter Bedeutung. Eines der wichtigsten Werkzeuge zur Gewährleistung dieser Sicherheit ist das Transport Layer Security Protokoll - kurz TLS. Es ist auch bekannt unter der Vorgängerbezeichnung Secure Sockets Layer (SSL).

Die IoTree Software von PHYSEC ist das Gegenstück zum Zähler und kann sowohl als IoT-Plattform (Zählerfernauslese-Komplettlösung) oder auch als Security Middleware (kryptographischer Endpunkt in ihrer IT-Landschaft) fungieren. Als Schnittstelle zwischen physischen Geräten und der digitalen Welt, bietet sie alle modernen Datendienste und Eigenschaften sowie IT-Sicherheit nach dem anerkannten Stand der Technik.

Die Plattform Lösung ermöglicht neben LoRaWAN auch den Einsatz von OMS/wM-Bus Drive-by sowie NB-IoT-Auslese in einer Vielzahl von Anwendungsfällen und Geräten. In den Kernbereichen der Versorgungswirtschaft sowie in den Bereichen Smart Facility und Smart City kommt IoTree erfolgreich zum Einsatz.

Dadurch ermöglicht PHYSEC Versorgungsunternehmen Kosteneinsparungen, die Entwicklung neuer Geschäftsfelder und zusätzlicher Einnahmen sowie die Bereitstellung neuer kommunaler Dienstleistungen. In Kombination mit einem eigenen LoRaWAN-Netzwerk werden Stadtwerke zu treibenden Kräften der Digitalisierung in ihrer Region.

Vor allem in Städten, wo es ein bereits bestehendes LoRaWAN-Netz gibt, ist die Technologie für Versorgungsunternehmen interessant. LoRaWAN bietet eine zuverlässige Datenübertragung über große Entfernungen und in schwierigen Umgebungen. Die Signale können Hindernisse wie Gebäude durchdringen und ermöglichen eine zuverlässige Kommunikation mit Geräten in unterirdischen Infrastrukturen oder abgelegenen Gebieten.

LoRaWAN gilt als der führende Standard für Low Power Wide Area Networks (LPWAN) im Bereich der Stadtwerke. Es zeichnet sich durch eine hohe Gebäudedurchdringung, große Reichweite und die Möglichkeit der lizenzfreien Nutzung aus. Zudem ist es äußerst energieeffizient, wodurch akkubetriebene Sensoren mit einer mehrjährigen Laufzeit betrieben werden können.

Der Aufbau eines LoRaWAN-Netzwerks ist kostengünstig und kann von Stadtwerken jeder Größe eigenständig umgesetzt werden. LoRaWAN-Netzwerke sind skalierbar und können leicht erweitert werden, um eine große Anzahl von Geräten zu unterstützen. Dies ist wichtig in der Wasserwirtschaft, wo eine Vielzahl von Sensoren und Messgeräten in verschiedenen Standorten eingesetzt werden müssen. Die Skalierbarkeit von LoRaWAN ermöglicht eine nahtlose Integration neuer Geräte in das Netzwerk.

Die vielfältigen Anwendungen sowie auch die verschiedensten Nutzer eines Netzwerks erfordern erhöhte Sicherheitsvorkehrungen. So interessant LoRaWAN für Energieversorger ist, da auf die bestehende Infrastruktur zurückgegriffen werden kann, so können die Daten im Internet von Angreifern abgefangen und manipuliert werden und dies gilt es zu schützen. Bei abrechnungsrelevanten Zählerdaten handelt es sich zudem um persönliche Daten im Sinne der DSGVO, welche besonders schützenswert sind.

Weiterhin gelten im Bereich kritischer Infrastrukturen besondere Sicherheitsvorschriften, welche unter anderem eine End-to-End-Verschlüsselung der Datenübertragung vorschreiben. In fast allen Szenarien, in denen Daten über das Internet übertragen werden, kommt TLS zum Einsatz. Dabeipräferiert auch das BSI das TLS-Verschlüsselungsprotokoll. Aus diesem Grund haben die IoT-Sicherheitsexperten von PHYSEC gemeinsam mit Kamstrup und der GELSENWASSER AG ein Konzept entwickelt, das eine BSI-konforme kryptographische Anbindung von Wasserzählern ermöglicht.

Die Lösung erfüllt die hohen Standards für die Digitalisierung kritischer Infrastrukturen und entspricht den technischen Richtlinien für weltweite Netzwerke, wie sie vom BSI in der Projektspezifikation BSI-TR-03116-3 definiert sind. Dadurch können Messsysteme gemäß dem IT-Sicherheitskatalog der Bundesnetzagentur gemäß §11 Abs. 1a EnWG umgesetzt werden. Die Lösung umfasst die gesamte Datenverbindung vom Messgerät bis zum ERP-System, oder zur Netzleitwarte, mit dem Versorger (bzw. der Verantwortliche im Sinne des Datenschutzes) die volle Kontrolle über die eigenen Daten behalten.