Laufende Projekte

PetS³

Aufgrund der fortschreitenden Vernetzung sind Cyber-Attacken eine wachsende Bedrohung einer Vielzahl von Anwendungsgebieten wie z.B. Vernetztes Fahrzeug oder Smart Metering. Gemeinsame Konzepte der funktionalen Sicherheit (Safety) und der IT-Sicherheit (Security) sind für diese Gateway-basierten Systeme erforderlich.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Angriffe auf die IT-Sicherheit von Systemarchitekturen vernetzter cyberkritischer Systeme zu erforschen, da die Wechselwirkung zwischen funktionaler Sicherheit und IT-Sicherheit in diesem Kontext weitestgehend unbekannt ist.

Zentraler Forschungsgegenstand ist die ganzheitliche Analyse der Sicherheitstechnologien, der Gateway-Strukturen und der korrespondierenden Systementwicklungsprozesse. Ausgehend von Schwachstellen und Bedrohungsanalysen sowie Penetrationstests und Architekturanalysen werden Anforderungen für Systemarchitekturen, Sicherheitstechnologien und Prüfverfahren, sowie für ein Reifegradmodell abgeleitet. Es wird ein Schwachstellen- und Bedrohungskatalog entwickelt, der die Grundlage für eine automatisierte Analyse der funktionalen Sicherheit sowie der IT-Sicherheit bildet und damit einen zentralen Beitrag zur Risikobewertung von cyber-kritischen Systemen darstellt.

Kooperationspartner: Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, sepp.med GmbH, eMundo GmbH, iNTENCE automotive electronic GmbH, BFFT Gesellschaft für Fahrzeugtechnik mbH

Forschungsmasterprojekte

OhmRunner

Die sogenannte Car2X-Kommunikation soll es ermöglichen Daten wie beispielsweise Gefahrenquellen, Hindernisse, Verkehrsfluss oder den allgemeine Fahrzeugstatus, mit anderen Verkehrsteilnehmern und der Infrastruktur auszutauschen. Die Herstellung dieser Kommunikation, die verschiedenen Anwendungsfälle in diesem Bereich sowie mögliche Maßnahmen der Sicherstellung der Integrität der hierbei übertragenen Daten sollen im von der Staedtler-Stiftung getragenen Projekt „Ohm Runner“ untersucht und bewertet werden.

In diesem Projekt soll ein Modellfahrzeug unter Anwendung automobiler Standards und Technologien, wie z.B. AUTOSAR, lernen, Informationen mit seiner Umgebung auszutauschen und zu interpretieren. Hierbei gilt es, mögliche Anwendungsszenarien zu definieren, zu implementieren und bezüglich ihrer Praktikabilität und ihres Mehrwertes zu beurteilen.

Die hierbei generierten Informationen können zu einem wichtigen Bestandteil der Konzepte der Smart Cities und Smart Grids werden und dabei helfen, nicht nur die Verkehrsführung in Echtzeit zu beeinflussen, sondern bestimmte Aufkommen mithilfe geschickter Auswertungen dieser großen Datenmengen vorherzusagen und sogar zu beeinflussen.

 

Bearbeitet von Christian Stahl und Johannes Rösler

Abgeschlossen September 2017

gefördert von der Staedtler Stiftung

SmartOSE

Um Gefahrenzonen vor den Folgen von Erdeinbrüchen oder anderen Georisiken zu schützen, werden Sicherungen verwendet, in denen Geokunststoffe eingebaut sind. Diese überwiegend textiltechnisch hergestellten Bauprodukte sind sehr gut dehnbar und können dauerhaft und kostengünstig zur Bewehrung der Böden genutzt werden. Sie werden auch als Schutzmaßnahme gegen Auswirkungen umweltgefährdender Altlasten oder Erosionen verwendet sowie zur Abdichtung und Entwässerung von Deponiekörpern, Wasserwegen oder Dämmen und Deichen. 

Im Forschungsprojekt „Optische Sensoren zur Überwachung von Erdstrukturen“ unter der Gesamtleitung von Prof. Dr. Rainer Engelbrecht sollen innovative und kostenökonomische Sensoren auf Basis von optischen Polymer-Fasern (POF) zur Strukturüberwachung von Geokunststoffen entwickelt und untersucht werden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Projekthomepage

Promotionsprojekte

Optimierung automobiler Systemarchitekturen

Kooperative Promotion im Kontext Automotive Software Engineering

Forschungskooperation mit der Arbeitsgruppe Software Systems Engineering (SSE) der Universität Hildesheim.

Produktlinien software-intensiver Systeme werden für immer mehr Bereiche im Fahrzeug relevant, insbesondere auch für sicherheitsrelevante Anwendungen und Steuerungen. Die gegenwärtige Herausforderung ist nicht in erster Linie die Exploration weiterer Anwendungsfelder für diese Systeme, sondern deren Optimierung im Hinblick auf eine Vielzahl ggf. konkurrierender Qualitätskriterien. Das Optimum zwischen den Anforderungen mehrerer Kriterien zu finden ist ein hartes kombinatorisches Problem; man spricht von multikriterieller Optimierung, da mehrere Qualitätskriterien des Systems unter Zuhilfenahme einer trade-off-Analyse gleichzeitig optimiert werden.

 

Die Notwendigkeit einer systematischen Lösung dieses Problems liegt auf der Hand: multikriterielle Optimierungsprobleme können aufgrund ihrer Komplexität nicht händisch gelöst werden, computergestützte Verfahren sind unumgänglich. Dennoch sind gegenwärtig ad-hoc-Lösungsversuche an der Tagesordnung und bedeuten in der Konsequenz, dass Fahrzeugsteuergeräten oft suboptimale Architekturen zugrunde liegen. Da in der Automobildomäne seit einigen Jahren verstärkt modellbasierte Ansätze zur Beschreibung von Produktlinien-Systemarchitekturen zum Einsatz kommen, existiert mittlerweile ein solides Fundament, welches alle nötigen Informationen für computergestützte Optimierungsanalysen zur Verfügung stellt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll dieses Potential für die Automobildomäne untersucht und nutzbar aufbereitet werden.


Promotionsverfahren Beteiligte:

  • Tobias Wägemann (Promovend, TH Nürnberg)
  • Prof. Dr. Ramin Tavakoli Kolagari (Promotionsbetreuer Hochschule, TH Nürnberg)
  • Prof. Dr. Klaus Schmid (Promotionsbetreuer Universität, SSE, Universität Hildesheim)

 

läuft bis einschließlich März 2019

gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung

IT-Security für das autonome und vernetzte Fahren

Kooperative Promotion im Kontext Automotive IT-Security

Forschungskooperation mit dem Lehrstuhl für Angewandte Kryptographie der Friedrich-Alexander-Universität

Forschungsinhalt:

  • Konzeption sicherer (safe & secure) Fahrzeug-Softwarearchitekturen durch Erweiterung der EAST-ADL
  • Untersuchung von sicherheitskritischen Schwachstellen durch Penetrationstests
  • Entwurf einer sicheren Plattform als Framework

Promotionsverfahren Beteiligte:

  • Markus Zoppelt (Promovend, TH Nürnberg)
  • Prof. Dr. Ramin Tavakoli Kolagari (Promotionsbetreuer Hochschule, TH Nürnberg)
  • Prof. Dr. Dominique Schröder (Promotionsbetreuer Universität, CHAAC, Friedrich-Alexander-Universität)

 

läuft bis einschließlich März 2020

gefördert vom Zentrum Digitalisierung.Bayern

Security für Machine Learning im hoch-autonomen Fahren

Kooperative Promotion im Kontext Automotive Security und Machine Learning

Forschungskooperation mit dem Lehrstuhl für IT-Sicherheitsinfrastrukturen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen

 

Forschungsinhalt:

Machine Learning befindet sich derzeit in einer Phase der Hochkunjunktur. Die Technik hat bereits in vielen Bereichen Einzug gehalten und wird auch in Zukunft eine wichtige Rolle in der IT-Welt spielen.

Auch das hoch-autonome Fahren ist stark von Machine Learning abhängig. Beim Zusammenspiel unzähliger Sensoren, Aktoren und einer Großzahl kleiner Hardware- und Software-Komponenten wird Machine Learning genutzt, um die Signale auszuwerten und entsprechende Reaktionen einzuleiten. So werden beispielsweise Fußgänger, Verkehrsschilder und andere Autos auf Kameraaufnahmen erkannt und die Route entsprechend angepasst oder eine Bremsung durchgeführt. Anders als bei den meisten Anwendungen mit künstlicher Intelligenz kann ein Versagen der Machine Learning-Komponente im Fahrzeug das Leben von Menschen gefährden. Daher ist es besonders wichtig, diese Komponenten vor Angriffen zu schützen.

Im Rahmen der Promotion sollen möglichen Angriffe auf Machine Learning-Anwendungen analysiert und entsprechende Schutzmechanismen konzipiert werden.

 

Promotionsverfahren Beteiligte:

  • Katja Auernhammer (Promovendin, TH Nürnberg)
  • Prof. Dr. Ramin Tavakoli Kolagari (Promotionsbetreuer Hochschule, TH Nürnberg)
  • Prof. Dr. Felix Freiling (Promotionsbetreuer Universität, IT-Sicherheitsinfrastrukturen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen)

 

läuft bis einschließlich September 2020

gefördert vom Zentrum Digitalisierung.Bayern

Abgeschlossene Projekte

FORMUS³IC

“Multi-Core safe and software-intensive Systems Improvement Community”
  • Forschungsinhalt: Bewältigung der durch heterogene Mehrkernarchitekturen entstehenden Herausforderungen für Automotive und Avionik
  • Forschungsverbund der Arbeitsgemeinschaft Laboratory for Safe and Secure Systems (LaS³)
  • Akademische Projektpartner: OTH Regensburg, TH Ingolstadt, OTH Amberg-Weiden, HS München, FAU Erlangen-Nürnberg
  • Industrielle Projektpartner: Audi AG, Continental Automotive GmbH (Powertrain), AIRBUS Defence and Space GmbH, Elektrobit Automotive GmbH, Infineon Technologies AG, iNTENCE automotive electronics GmbH, Timing-Architects Embedded Systems GmbH, XKrug GmbH

 

beendet im Dezember 2018

gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung

MAENAD

Model-based Analysis & Engineering  of Novel Architectures for Dependable Electric Vehicles

http://maenad.eu

 

Laufzeit: 09.2010 – 08.2013

 

Mitarbeiter: Prof. Dr. Ramin Tavakoli Kolagari, Tobias Wägemann

 

Veröffentlichungen: 

Sara Tucci-Piergiovanni, DeJiu Chen, Chokri Mraidha, Henrik Lönn, Nidhal Mahmud, Mark-Oliver Reiser, Ramin Tavakoli Kolagari, Nataliya Yakymets, Renato Librino, Sandra Torchiaro, Agnes Lanusse: Model-Based Analysis and Engineering of Automotive Architectures with EAST-ADL, Chapter 10 of the Handbook of Research on Embedded Systems Design, edited by Alessandra Bagnato, Leandro Soares Indrusiak, Imran Rafiq Quadri and Matteo Rossi, IGI Global, Hershey, August 2014. pp. 242–282.

 

Hans Blom, Henrik Lönn, Frank Hagl, Yiannis Papadopoulos, Mark-Oliver Reiser, Carl-Johan Sjöstedt, De-Jiu Chen, Fulvio Tagliabò, Sandra Torchiaro, Sara Tucci, Ramin Tavakoli Kolagari: EAST-ADL: An Architecture Description Language for Automotive Software-Intensive Systems, Chapter 23 of Embedded Computing Systems: Applications, Optimization, and Advanced Design, edited by Mohamed Khalgui, Olfa Mosbahi and Antonio Valentini, IGI Global, Hershey, April 2013. pp. 456–470.

 

Philippe Cuenot, Patrik Frey, Rolf Johansson, Henrik Lönn, Yiannis Papadopoulos, Mark-Oliver Reiser, Anders Sandberg, David Servat, Ramin Tavakoli Kolagari, Martin Törngren, Matthias Weber (invited paper, peer reviewed): The EAST-ADL Architecture Description Language for Automotive Embedded Software, Invited Chapter in the LNCS Volume on Model-Based Engineering of Embedded Real-Time Systems (MBEERTS), Lecture Notes in Computer Science, edited by Holger Giese, Bernard Rumpe, Bernard Schätz, International Dagstuhl Workshop, Dagstuhl Castle, Germany, November 4-9, 2007, Revised Selected Papers, 2010. pp. 297–307.

 

Eric Armengaud, Andreas Baumgart, Matthias Biehl, Dejiu Chen, Gerhard Griessnig, Christian Hein, Tom Ritter, Ramin Tavakoli Kolagari, Markus Zoier: Model-based Toolchain for the Efficient Development of Safety-relevant Automotive Embedded Systems, Proceedings of the SAE 2011 World Congress & Exhibition, Detroit, April 2011.

 

Anders Sandberg, DeJiu Chen, Henrik Lönn, Rolf Johansson, Lei Feng, Martin Törngren, Sandra Torchiaro, Ramin Tavakoli Kolagari, Andreas Abele: Model-based Safety Engineering of Interdependent Functions in Automotive Vehicles Using EAST-ADL2, Proceedings of the 29th International Conference on Computer Safety, Reliability and Security (SAFECOMP’10), Vienna, September 2010. pp. 332–346.

 

 Philippe Cuenot, Patrick Frey, Rolf Johansson, Henrik Lönn, Yiannis Papadopoulos, Mark-Oliver Reiser, Anders Sandberg, David Servat, Ramin Tavakoli Kolagari, Martin Törngren, Matthias Weber: The EAST-ADL Architecture Description Language for Automotive Embedded Software, Chapter 11 of Model-Based Engineering of Embedded Real-Time Systems, International Dagstuhl Workshop, Dagstuhl Castle, Germany, November 4-9, 2007, Revised Selected Papers, edited by Holger Giese, Gabor Karsai, Edward Lee, Bernhard Rumpe, Bernhard Schätz, Lecture Notes in Computer Science 6100, Springer, Berlin, 2010. pp. 297–308.

 

Hans Blom, Henrik Lönn, Ramin Tavakoli Kolagari: On Tooling strategy for the EAST-ADL language, Proceedings of the 1st Workshop on Hands-on Platforms and tools for model-based engineering of Embedded Systems (HoPES’10), in conjunction with ECMFA 2010, Paris, June 2010. pp. 19–26.

 

Hans Blom, Henrik Lönn, Frank Hagl, Yiannis Papadopoulos, Mark-Oliver Reiser, Carl-Johan Sjöstedt, De-Jiu Chen, Ramin Tavakoli Kolagari: EAST-ADL—An Architecture Description Language for Automotive Software-Intensive Systems, White Paper, Version 2.1.12, 2012.