Nutzerfreundlichkeit und Cybersicherheit sind kein Widerspruch

Autor/Redakteur: Christoph Erni, CEO der Juice Technology AG/gg

Smart-Home-Anwendungen sollen den Nutzern einen Mehrwert bieten, etwa durch mehr Komfort oder Energieeinsparung. Dieser Zugewinn lässt sich jedoch nur erreichen, wenn alle Systeme nicht nur lokal untereinander, sondern auch mit dem Internet vernetzt sind. Mit jedem IoT-Gerät steigt aber ebenfalls das Potenzial für Cyberangriffe. Wie gelingt es, die Ladeinfrastruktur als Steuergerät für das Fahrzeug so ins Smart Home einzubinden, dass die Sicherheit des Gesamtsystems gewährleistet ist, ohne dass die Anwenderfreundlichkeit darunter leidet?

Bild: Juice Technology

Im Smart Home wachsen die Bereiche Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte, Heizung und Klimageräte zunehmend zusammen. Gleichzeitig bietet sich die Chance, sowohl die Energiegewinnung aus erneuerbaren Quellen – zum Beispiel durch eine Photovoltaikanlage – darin mit einzubinden als auch die Energienutzung effizienter zu gestalten. Auch Ladestationen sind bereits ein nicht ganz unerheblicher Teil des Internet der Dinge (IoT) und können in das Smart Home mit eingebunden werden, um zum Beispiel die selbstgewonnene Energie direkt zum Laden zu nutzen.

Voraussetzung dafür ist, dass sich die Charger nahtlos, zugleich aber auch zuverlässig geschützt, ins Smart Home, genauer gesagt in das Home Energy Management System (HEMS), integrieren lassen. Dass dies eine nicht zu unterschätzende Herausforderung ist, liegt auf der Hand. Schließlich ist das Smart Home kein starres Gebilde, sondern beliebig erweiterbar, und mit jedem neu hinzukommenden Bestandteil steigen sowohl die Komplexität als auch die Vulnerabilität.

Nutzerperspektive im Fokus: E-Autos laden muss einfach sein

Für E-Fahrzeughalter ist es wichtig, stets über ein ausreichend geladenes Auto verfügen zu können, weshalb sie in der Lage sein müssen, den Ladevorgang einfach überwachen und steuern zu können – etwa um bei Bedarf die Ladeleistung zu drosseln oder einzelne Fahrzeuge zu priorisieren. Wenn die Ladestation über ein eigenes dynamisches, bestenfalls omnidynamisches Lademanagementsystem verfügt, das intelligentes Laden überhaupt erst möglich macht, kann die Ladeinfrastruktur bestmöglich genutzt und der Ladebedarf gedeckt werden, ohne dass dabei der Hausanschluss überlastet wird.

Eine nutzerfreundliche Steuerung erfordert ein Interface, das geräteunabhängig – also im Browser oder über eine App – funktioniert und möglichst intuitiv bedient werden kann. Im Bestfall stammt diese Anwendung vom selben Hersteller wie die Ladestation und das Lademanagementsystem und ist so konzipiert, dass sie nicht nur den Zugriff auf alle wichtigen Fahrzeug- und Ladedaten ermöglicht, sondern zusätzlich noch die heimische Energieproduktion und -nutzung analysiert.

Standardisierte Protokolle für eine smarte Anbindung ohne Hindernisse

Doch auch wenn die Geräte von unterschiedlicher Provenienz sind, wie E-Auto, Ladestation und HEMS, und mit proprietären Kommunikationsprotokollen arbeiten, müssen sie trotzdem barrierefrei untereinander kommunizieren können. Sonst lassen sie sich nicht zentral überwachen und steuern, was wiederum die Anwenderfreundlichkeit und damit den Benefit für den Nutzer schmälert.

Voraussetzung für die Interoperabilität zwischen den Geräten – und dazu zählen E-Autos und Ladestationen ebenso wie PV-Anlagen, Wärmepumpen, Waschmaschinen oder Kühlschränke – aber auch für die Interaktionsmöglichkeit des Smart-Home-Anwenders sind systemübergreifende Kommunikationsstandards. Dessen ungeachtet muss immer auch die IT-Sicherheit gewährleistet sein. Der Schlüssel liegt daher in standardisierten Protokollen, die einerseits offen sind und gleichzeitig die Kommunikation verschlüsseln.

Genau das tun beispielsweise die in der internationalen Norm ISO 15118 definierten Protokolle für die Kommunikation zwischen E-Fahrzeugen und Ladestationen. Diese ermöglicht Plug & Charge, was bedeutet, dass zum Starten des Ladevorgangs, das Auto nur noch per Stecker mit der Ladestation verbunden werden muss. Alle für das Laden relevanten Prozesse laufen dann automatisch ab.

Für die Integration der Ladestation ins HEMS ist wiederum das OSCP (Open Smart Charging Protocol) zuständig. Dieses verbindet das Gerät mit dem lokalen Energiemanagementsystem und vermittelt eine 24-Stunden-Prognose der verfügbaren Kapazität, die sich in der Planung der Ladezeiten niederschlägt. Neben OSCP ist die universelle Schnittstelle EEBUS zentral. Der globale Kommunikationsstandard für HEMS regelt herstellerunabhängig den Datenaustausch zwischen Energieerzeugern und -verbrauchern im Smart Home und generell im IoT. Zusätzlich können so Informationen über den effizienten Einsatz der Energie ausgetauscht werden.