{"id":2576,"date":"2022-03-08T22:53:20","date_gmt":"2022-03-08T21:53:20","guid":{"rendered":"https:\/\/cbrell.de\/blog\/?p=2576"},"modified":"2022-03-09T10:43:16","modified_gmt":"2022-03-09T09:43:16","slug":"konzept-des-hohlen-baumstamms-was-iot-und-drogendealer-gemein-haben","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cbrell.de\/blog\/konzept-des-hohlen-baumstamms-was-iot-und-drogendealer-gemein-haben\/","title":{"rendered":"Konzept des hohlen Baumstamms – was IoT und Drogendealer gemein haben"},"content":{"rendered":"

Das Konzept des hohlen Baumstamms habe ich 1992 im Landesamt f\u00fcr Datenverarbeitung und Statistik entwickelt, um Daten ohne Zugriff von Au\u00dfen \u00fcber Dom\u00e4nengrenzen – hier Kommunalverwaltung und Landesverwaltung – \u00fcbertragen zu k\u00f6nnen. Grundgedanke dabei ist, dass niemand in das Netz des anderen eintritt, sondern der Datenaustausch \u00fcber eine vermittelnde Instanz realisiert wird. Damit \u00e4hnelt das Vorgehen einem Waren- und Geldtausch \u00fcber einen hohlen Baumstamm .<\/em><\/p>\n

Stand: 08.03.2022<\/p>\n

Zur \u00dcbersicht \u00fcber alle Beitr\u00e4ge zur Wirtschaftsinformatik.<\/a><\/p>\n

Konzept des hohlen Baumstamms<\/h2>\n

Um an Daten eines vernetzten Sensors (IoT – Internet der Dinge) zu gelangen, w\u00e4hlen viele den Weg, direkt auf den Sensor oder den am Sensor angeschlossenen Rechner zugreifen zu k\u00f6nnen. Dabei werden dann Kan\u00e4le durch Schutzeinrichtungen (Firewalls, oder z.B. die Fritzbox im heimischen Netz) ge\u00f6ffnet. Typisches Beispiel: Auf dem Balkon steht einen kleine Wetterstation, die Wetterstation hat einen Webserver an Bord, Auf der Fritzbox wird ein Port freigegeben und man lkann mit dem Smartphone von Au\u00dferhalb auf die Wetterstation zugreifen. Das ist ebenso wenig klug wie die Idee des Drogendealers, seine Kunden zu sich nach Hause einzuladen, damit sie bei ihm kaufen k\u00f6nnen. Die Polizei darf dann gleich mit hinein marschieren. Ebenso werden die Kunden den Drogendealer nicht zu sich nach Hause einladen wollen – was sollen denn die Nachbarn denken. ist die Idee, dass das IoT-Device direkt auf das auswertende Endger\u00e4t zugreifen kann, eine Einladung, das IoT-Device zu korrumpieren und ebenfalls auf das auswertende Endger\u00e4t zuzugreifen.<\/p>\n

Der Ausweg: Es wird eine vermittelnde Instanz eingef\u00fcgt. Im Falle des Drogendeals ist das ein im Wald versteckter Baumstamm, im Falle von IoT und Datenkommunikation (wie der o.g. Wetterstation) ist das ein vom Provider gut gesicherter Internet-Server (Abb. 1). Der Webserver (der hohle Baumstamm) dient dazu, Daten eines vernetzten Sensors zwischenzulagern.<\/p>\n

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Abb. 1: Ein Drogendealer (im Bild magenta gef\u00e4rbt) legt die Ware in einen hohlen Baumstamm ab. Analogon: Ein IoT-Device legt (Mess-) Daten auf einem Server im Internet ab.<\/p>\n

Nun k\u00f6nnen verschiedene Prozesse die hinterlegten Daten nutzen. Das kenn einen einfache Informationsabfrage mitels Smartphone sein, oder aber komplexe automatisch ablaufende Prozesse, die aus den Daten Schl\u00fcsse ziehen und wiederum Steuerungsdaten daraus generieren und zur Abholung bereitlegen (Abb. 2). Die Diskussion, ob das dann ein „Client“ oder ein „Server“ ist, ist uralt und soll hier nicht weitergef\u00fchrt werden.<\/p>\n

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Abb. 2: Ein Kunde (im Bild gr\u00fcn gef\u00e4rbt) holt das hinterlegte Paket ab und packt es aus. Als Dank legt der Kunde den vereinbarten Geldbetrag in den hohlen Baumstamm. Analogon: Mit dem Smartphone betrachtet der Kunde die hinterlegten Daten. Oder ein Serverprozess nutzt die Daten und verwendet sie weiter. Nach dem Prozess werden Quittierungs- oder Steuerungsdaten auf dem Server abgelegt.<\/p>\n

Liegen etwas Steuerungsdaten bereit, kann wiederum ein IoT-Device die Daten abholen und dann entsprechend Ger\u00e4te ein- oder Ausschalten (Abb. 3). Damit lie\u00dfe sich dann z.B. ein internetgesteuerter K\u00fchlschrank realisieren.<\/p>\n

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Abb. 3: Ein Dealer holt sich seine Bezahlung. Damit kann er nun weitere Ware fertigen oder einkaufen. Anologon: Ein Iot-Device holt sich die Reaktion auf die Messdaten vom Internetserver ab und steuert damit z.B. ein Ger\u00e4t.<\/p>\n

Das grunds\u00e4tzliche Konzept in der Umsetzung f\u00fcr Smart Home Szenarien ist in Abb. 4 skizziert. \"Hohler<\/a><\/p>\n

Abb. 4: Grunds\u00e4tzliche Topologie mit zwei IoT-Ger\u00e4ten, die \u00fcber einen Webserver kommunizieren.<\/p>\n

Vorteile<\/h3>\n

Der Vorteil bei diesem Konzept ist, dass sich damit \u00e4u\u00dferst robuste Gesamtsystem aufbauen lassen. IoT-Device, Datenabruf und Verarbeitung der Daten sind asynchron freilaufende Prozesse, die getrennt entwickelt und getrennt getestet werden k\u00f6nnen, insbesondere dann, wenn man sich auf einfache Schnittstellen (https als Kommunikationsprotokoll auf der Anwendungsebene (ISO\/OSI Ebene 7)<\/a>, REST<\/a> als Anwendungsbezogene Kommunikationsschnittstelle)) beschr\u00e4nkt. Braucht man mehr Ausfallsicherheit, werden Komponenten einfach dupliziert und damit der „single point of failure“ vermieden.<\/p>\n

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Implementierungs-Beispiele<\/h2>\n

Imkerei und Bienenhaltung<\/h3>\n

Im Projekt Biene40 (http:\/\/bieneviernull.de<\/a> , Projektf\u00f6rderung seit M\u00e4rz 2021) implementieren wir das Konzept des hohlen Baumstamms wie in Abb. 5. \u00dcber verschieden Daten-Kommunikationswege gelangen Temperaturdaten aus Bienenst\u00f6cken auf eine Austauschplattform und werden dort mit anderen Daten z.B. aus Wetterdatenbanken angereichert.<\/p>\n

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Abb. 5: Eine konkrete Implementierung des Konzepts des hohlen Baumstamms: Der Weg der Temperaturdaten aus Bienenst\u00f6cken auf den Internetserver<\/p>\n

Naturbeobachtung<\/h3>\n

Die Heinz-Sielmann-Stiftung<\/a> finanzierte in 2017 die Entwicklung von Prototypen f\u00fcr die Beobachtung von H\u00f6hlenbr\u00fctern<\/a> \u00fcber das Internet. Die Topologie<\/a> in Abb. 6 zeigt einen Aufbau, der \u00e4hnlich f\u00fcr jede Webcam aussehen sollte. Wichtig ist, dass die Bilder auf einem Internetserver abgelegt werden und kein Zugriff von Au\u00dfen auf die Kamera erfolgt.<\/p>\n

\"Hohlere<\/a><\/p>\n

Abb. 6: Eine konkrete Implementierung des Konzepts des hohlen Baumstamms: Bilder aus einem Meisenkasten werden regelm\u00e4\u00dfg auf einen Internetserver geschoben „Webcam“<\/p>\n

IT-Sicherheitsma\u00dfnahmen<\/h3>\n

In 2017 entwickelten Wirtschaftsinformatiker an der Hochschule Niederrhein eine Demontrator, der automatisiert die Wiederherstellung eine korrumpierten Webseite – im Versuch ein Dokuwiki-System – \u00fcbernahm (Abb. 7)<\/p>\n

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Abb. 7: Konzept f\u00fcr die Erh\u00f6hung von Datenintegrit\u00e4t in Weblogs durch Datenreplikation<\/p>\n

Quellen<\/h2>\n

Steffens, Bernhard;\u00a0 Brell, Claus\u00a0 (2017) Einfache Mechanismen f\u00fcr die Sicherheit von Webanwendungen in KMU unter Ber\u00fccksichtigung von Personalstrukturen.<\/em>\u00a0 Vortrag, Juni 2017 Universit\u00e4t Hagen, 4. Forschungstag IT-Sicherheit Link zum Programm des 4. Forschungstages IT-Sicherheit<\/a><\/p>\n

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