Mathias Dalheimer

Wir retten das Klima mit Elektroautos — und bauen die Ladeinfrastruktur massiv aus. Leider werden dabei auch Schwachstellen auf allen Ebenen sichtbar: Von fehlender Manipulationssicherheit der Ladesäulen bis hin zu inhärent unsicheren Zahlungsprotokollen und kopierbaren Zahlkarten. Ladesäulenhersteller und Ladenetzbetreiber lassen ihre Kunden im Regen stehen — geht das schnelle Wachstum des Marktanteils zu Lasten der Kundensicherheit?

Eine (AC-)Ladesäule ist eigentlich nur eine glorifizierte Drehstromsteckdose. Mit einem Autosimulator (vgl. https://evsim.gonium.net) kann man auf vielen Parkplätzen Strom beziehen, zum Beispiel um Waffeln zu backen: https://www.youtube.com/watch?v=pUEp3uWAWqY Mit diesem Simulator habe ich mir verschiedene Ladesäulen sowie ihre Backend-Kommunikation angeschaut. An den meisten Ladesäulen im öffentlichen Raum weist man sich mittels NFC-Chipkarte aus. Über das “Open Charge Point Protocol” (OCPP) (vgl. http://www.openchargealliance.org/protocols/ocpp/ocpp-15/) redet die Ladesäule dann mit einem Backend und prüft, ob der Ladevorgang freigeschaltet werden darf. Leider weisen sowohl die verwendeten Chipkarte als auch das OCPP-Protokoll selbst gravierende Mängel auf: Es ist mit geringen Aufwand möglich, auf fremde Kosten zu laden. Böswillige Ladesäulenbetreiber könnten Ladevorgänge protokollieren und später “virtuelle” Ladevorgänge simulieren, um zusätzlichen Umsatz zu generieren. Ladesäulen sind teilweise über das Internet erreichbar und können ferngesteuert werden: Ein laufender Ladevorgang kann aus der Ferne abgebrochen werden. Wer physischen Zugriff auf Ladestationen hat kann diese beliebig umkonfigurieren und so z.B. alle Informationen für das Klonen von Ladekarten abschnorcheln. Der Vortrag stellt die Funktionsweise der Abrechnungssysteme dar und zeigt Proof of Concept-Implementationen verschiedener Angriffe.

Der steigende Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung und der zunehmende Handel mit Strom erhöht die Belastung der Stromnetze. Welche Auswirkungen hat das auf die Netzstabilität? Wann kommen die Stromnetze an ihre Leistungsgrenze? Wie kann ein gezielter Angriff auf das Europäische Verbundnetz aussehen? Was müsste man tun, um einen Blackout zu verursachen? Und: Wie können wir unsere Stromnetze umbauen, damit das nicht passiert?

Gegenwärtig wird die (N-1)-Sicherheit als Kriterium für die Netzstabilitätsplanung herangezogen: Fällt ein beliebiges Betriebsmittel aus, so muss das Stromnetz weiterhin funktionsfähig bleiben. Dieses Kriterium setzt jedoch voraus, dass Betriebsmittel immer unabhängig voneinander ausfallen. Durch den Stromhandel, aber auch durch die vermehrte Einbindung regelbarer Lasten gibt es in Zukunft externe Ereignisse, welche die Ausfallwahrscheinlichkeiten mehrerer Betriebsmittel gleichzeitig beeinflussen. Dies kann vermehrt sowohl zu großflächigen (d. h. Bundesland aufwärts) als auch zu kleineren Ausfällen führen. Die Netzfrequenzmessdaten der Schnellabschaltung des Kernkraftwerks Gundremmingen liefert die Grundlage für ein Modell, mit dem das notwendige Lastungleichgewicht zur Destabilisierung des Verbundstromnetzes abgeschätzt werden kann. Der Vortrag diskutiert verschiedene Szenarien, wie eine solche Lastschwankung verursacht werden könnten: durch gezielte Smart-Meter-Manipulation? Durch Fehler in Stromleitungen oder Umspannwerken? Durch den Angriff von Großkraftwerken? Oder durch Marktmanipulationen an der Strombörse? Auch im kleinen Maßstab kann natürlich die Stromversorgung ausfallen: zum Beispiel bei einem kleinen Stadtnetzbetreiber. Eine Statistik der Bundesnetzagentur über Netzausfälle in Deutschland wird ausgewertet, um z. B. den Einfluß der Energiewende auf die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu bewerten. Der Realitätsgehalt der offiziellen Daten muss jedoch angezweifelt werden. Schließlich versucht der Vortrag, Wege aufzuzeigen, um die Resilienz des Stromnetzes zu erhöhen. Weniger technische Hindernisse als vielmehr das Festhalten der Energiewirtschaft an ihren Geschäftsmodellen verhindert eine Umstrukturierung der Stromversorgung, die – neben der einfacheren Integration der erneuerbaren Energien – auch die Stabilität des Gesamtsystems erhöhen würde.