Wenn Haushaltgeräte einen Stromausfall auslösen

Als in den Feierabendstunden des 23. März 2019 in Teilen der Stadt Zürich und am Hauptbahnhof die Lichter ausgingen, war ein technisches Problem in einem Unterwerk der Grund für den Stromausfall. Dieser dauerte rund eine Stunde bis kurz vor 18 Uhr. In dieser Zeit mussten viele Pendlerinnen und Pendler in Ersatzbusse für die ausgefallenen Trams umsteigen. Teils war auch der Strassenverkehr beeinträchtigt, da Ampeln nicht funktionierten. Der Zugsverkehr war vom Stromausfall nicht betroffen, wohl aber teilweise die Beleuchtung im Hauptbahnhof.
Am 13. Juli 2019 – just am Jahrestag des grossen Stromausfalls in New York vor 42 Jahren – waren in der Metropole wieder die Lichter ausgegangen. Aufzüge standen still, Ampeln fielen aus, auch an einigen U-Bahn-Stationen wurde der Betrieb eingestellt. Rund 70 000 Menschen waren von der Stromversorgung abgeschnitten. Ein Trafobrand war für den Stromausfall verantwortlich. Vor 42 Jahren waren es zwei Blitzschläge, die mehrere Hauptleitungen und einen Transformator lahmlegten und einen Blackout auslösten. Die Ursachen für diese Ereignisse waren jeweils technischer Natur oder die Folge einer Naturgewalt.

Meist sind es unglückliche Umstände, die zu Instabilitäten und Überlastungen in Stromnetzen und schliesslich zu Blackouts führten. Was wäre aber, wenn die Instabilität absichtlich durch Manipulation des Stromverbrauchs an einer Vielzahl von Haushaltsgeräten herbeigeführt würde? Überlegungen dieser Art machten sich Forscher der Princeton Universität im Rahmen einer Studie. Den Überlegungen liegt die Annahme zugrunde, dass es Hackern gelingt, ein Botnetz aus Geräten des Internets der Dinge (Internet of things – IoT) aufzubauen. (Ein Botnetz besteht aus PCs und/oder Geräten, die sich aus der Ferne steuern lassen.) Elektrogeräte mit hoher Leistungsaufnahme wie Klimaanlagen, Heizungen und Waschmaschinen würden geografisch und zeitlich koordiniert und unerwartet gestartet. Diese Vorgehensweise wird als «Manipulation of demand via IoT (MadIoT)» bezeichnet. Die Folgen könnten zu einer Instabilität im Stromnetz bis hin zum Blackout führen.
Das Neuartige am beschriebenen Angriffsszenario ist, dass die Ausfälle nicht durch Beeinträchtigung der Energieproduktion oder der Übertragung verursacht werden. Vielmehr ist die Verbraucherseite für einen Stromausfall verantwortlich. 

Die Zunahme der Anzahl Elektrogeräte in Schweizer Haushalten ist ungebremst. Im Jahr 2002 zählte man insgesamt 34,8 Millionen Haushaltgrossgeräte sowie Produkte der IT-, Büro- und Unterhaltungselektronik. Deren Zahl wuchs bis 2017 auf 48 Millionen Stück. Um diese teils auch fernzusteuern, werden allerlei Geräte der jüngsten Generation mit dem Internet der Dinge verbunden. Das ist praktisch, lassen sich dann Waschmaschine, Tumbler, Backofen oder Kaffeemaschine fernsteuern und auf Wunsch vor der Ankunft zuhause einschalten und bedienen. Dasselbe gilt auch für Heizung oder Lüftung, für Garagentore sowie den Roboterstaubsauger. Dieser meldet auch seine «erfolgreiche Tätigkeit» oder Störungen via App an seinen Besitzer. Solche Gratis-Apps sind zwar willkommene Helfer, die schnell installiert sind und einen meist breiten Funktionsumfang bieten. Hersteller, die die Apps zur Verfügung stellen, tun dies jedoch meist nicht ganz uneigennützig. Sie «hören» oft fleissig mit, was der Anwender tut. Mit der zunehmenden Intelligenz unserer Geräte steigt deren Verletzlichkeit über vorhandene Netze. Um Szenarien wie Stromausfälle durch Haushaltgeräte künftig auszuschliessen, müssen Hersteller zunehmend für eine erhöhte Sicherheit ihrer Produkte sorgen.