Der Wasserinfrastruktur steht ein enormer Wan­del bevor. Vor dem Hintergrund zentraler Herausforderungen wie der Urbanisierung, dem Klimawandel, alternden Infrastrukturen und der Transformation des Ar­beitsmarkts ist eine Modernisierung und Digita­lisierung der Siedlungswasserwirtschaft und der dazugehörigen Infrastrukturen unabdingbar. Allerdings führt die Einführung vernetzter und integrierter digitaler Lösungen zu neuen Problemen der Cybersicherheit. Die zunehmende Vernetzung und Automa­tisierung schafft Schwach­stellen für böswillige Cyberaktivitäten. Als kritische Infrastruktur ist die Wasser- und Abwasserinfrastruktur für die Aufrechterhal­tung lebenswichtiger gesellschaftlicher Funktionen unerlässlich und Schäden, ausgelöst durch Naturkatastrophen, Terrorismus, kriminelle Hand­lungen o.Ä., können schwerwiegende Auswirkungen auf die Sicherheit und das Wohlergehen der Bürger:innen haben.

Das KWB hat sich in diesem Projekt deshalb das Ziel gesetzt, die mit der Digitali­sierung des Wassersektors verbundenen Trends darzustellen und die damit einhergehenden Cyberrisiken zu beleuchten. Hierzu wurde eine umfassende Literaturrecherche und -auswertung zum neuesten Stand bevorstehender technischer Entwicklungen sowie Interviews mit Expert:innen der Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt.

Die Recherche des KWB fokussierte sich auf fünf Entwicklungsschwerpunkte:

1. IoT (Internet der Dinge) und Intelligente Sensoren

2. KI (Künstliche Intelligenz) für die Wasser­wirtschaft

3. Cloud-Migration

4. Transformation der Infrastruktur

5. Smart Cities

Alle diese Bereiche bergen neben ihren enormen Potenzialen auch erhebliche Gefahren. Um sich diesen stellen zu können, bedarf der Wassersektor einer tiefgreifenden technischen und organisatorischen Erneuerung.

Im Rahmen des Projekts entwickelten wir eine Liste konkreter Forschungs- und Entwicklungsbedarfe, die im ausführlichen Projektbericht näher beschrieben sind:

• Verbesserung der Sicherheit von IoT-Kom­ponenten

• Aufbau von KI-basierten fortschrittlichen Analysen für Cybersicherheitsprobleme

• Erfassung des realen Verhaltens von Analys­t:innen bei der Entwicklung von KI-Algorith­men

• Reduzierung der Einschränkungen von KI und Erhöhung der Zuverlässigkeit von Vorhersa­gen

• Verbesserung des Verständnisses für neue Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit der Konvergenz von IT (Informationstechnologie)- und OT (operative Technologie)-Syste­men

• Unterstützung der Verlagerung industrieller Kontrollsysteme von eigenständigen auf Cloud-basier­ten Umgebungen

• Experimentieren mit Test- und Simula­tionsumgebungen

• Entwicklung sicherer Lösungen, die die Dezentralisierung der Infrastruktur beglei­ten

• Erstellung einer strukturellen Ontologie für Smart Cities  (Interoperabilität und Datenmodelle)

• Verbesserung der Sicherheit von städtischen Datenplattformen

• Vermeidung von Kaskadeneffekten und Entwicklung von Abhilfestrategien

• Entwicklung flexibler Cybersicherheitsan­sätze für kleine und mittelgroße Betreiber

• Verstärkung der lokalen, regionalen und internationalen Zusammenarbeit im Was­sersektor

• Entwicklung neuer und verbesserter Ausbil­dungs- und Schulungsprogramme und Erhöhung der Attraktivität des Sektors für IT- und OT-Expert:innen

Unsere Handlungsempfehlungen bieten eine ideale Grundlage auf dem Weg hin zu widerstandsfähigeren Wasserinfrastrukturen mit höherer Cybersicherheit. Dadurch leisten wir einen Beitrag zur Sicherheit und Gesundheit von Mensch und Um­welt.