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Zukunftstechnologie 3D-Druck: Raubkopien mit sicherem Lizenzmanagement verhindern

23.06.2017

Dem 3D-Druck gehört womöglich die Zukunft: Ersatzteile können ebenso passgenau und zeitnah hergestellt werden wie Prototypen. Allerdings bergen so genannte additive Fertigungsverfahren auch Risiken: Beispielsweise können Bauteile von nicht befugten Personen nachgedruckt werden. Im Projekt SAMPL arbeiten Informatiker der Uni Ulm gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung an einem neuen Modell der digitalen Rechteverwaltung. Es soll auf der Blockchaintechnologie beruhen, die beispielsweise bei der Kryptowährung Bitcoin eingesetzt wird.

Der 3D-Druck bietet zahlreiche Vorteile: Prototypen können schnell und kostengünstig hergestellt werden, und auch die Lagerhaltung von Ersatzteilen entfällt. Passgenauer Ersatz lässt sich bei Bedarf einfach ausdrucken. Doch so genannte additive Fertigungsverfahren bergen auch Gefahren. Beispielsweise können Bauteile von nicht-autorisierten Personen mit minderwertigen Materialien nachgedruckt werden und womöglich ein Sicherheitsrisiko darstellen.


Mit dem 3D-Drucker lassen sich in kurzer Zeit maßgeschneiderte Ersatzteile herstellen

Foto: Institut für Verteilte Systeme


Prof. Frank Kargl, Leiter des Instituts für Verteilte Systeme, forscht mit seinen Doktoranden Felix Engelmann und Henning Kopp (v.l.) zur digitalen Rechteverwaltung im 3D-Druck

Foto: Institut für Verteilte Systeme

Abhilfe bietet das Verbundprojekt SAMPL (Secure Additive Manufacturing Platform): Gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung erarbeiten Informatiker vom Ulmer Institut für Verteilte Systeme ein neues Modell der digitalen Rechteverwaltung, basierend auf der so genannten Blockchaintechnologie. SAMPL wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) für drei Jahre mit 2,6 Millionen Euro gefördert.

Anwendungsbeispiele für den 3D-Druck gibt es viele: Dank dieser Technologie können zum Beispiel Flugzeugbauer überall auf der Welt Ersatzteile nach standardisierten digitalen Bausätzen fertigen. Und auch Patienten profitieren: In wenigen Stunden können sie etwa eine maßgefertigte Prothese aus dem 3D-Drucker erhalten. Doch wie lassen sich billige, teils sicherheitskritische Raubkopien verhindern und gegebenenfalls identifizieren?

Die Forschergruppe hat mit dem 3D-Druck und dem Blockchainkonzept zwei bekannte Verfahren zu einer durchgängigen Sicherheitskette für additive Fertigungsverfahren verknüpft. „Mithilfe der Blockchain wollen wir zwischen Konstrukteuren, Druckdienstleistern und Endkunden vermitteln und so das Lizenzmanagement sicherer machen – von der Erzeugung der Druckdaten über den Austausch mit Dienstleistern bis zur Kennzeichnung der Werkstücke, beispielsweise mit RFID-Chips“, erklären Felix Engelmann und Henning Kopp, wissenschaftliche Mitarbeiter am Ulmer Institut für Verteilte Systeme.

Für das Projekt SAMPL stellt das Partnerunternehmen PROSTEP eine Datenaustauschlösung zur Verfügung, in die das Blockchain-Lizenzmanagement integriert werden soll. Bekannt ist das Konzept „Blockchain“ von der Kryptowährung Bitcoin. Es basiert auf einer riesigen Datenbank, die nicht auf einem Server, sondern auf zahlreichen Computern liegt.

Diese Informationen – das können Finanztransaktionen ebenso wie Baupläne und ihre Nutzung sein – werden in miteinander verbundenen Blöcken unveränderlich abgelegt. Diese Blöcke sind für alle Nutzer einsehbar, wodurch nachvollziehbar wird, welche Daten auf welchen Geräten verarbeitet wurden. Missbrauch fällt also sofort auf. In der Musikbranche wird dieses Verfahren bereits zur Lizenzierung angewendet und auch im traditionellen Finanzwesen ist das Interesse im Zuge der Digitalisierung groß.

Auf der Hannover Messe im Frühjahr stieß auch die Anwendung im Bereich 3D-Druck, mit der die Echtheit von Produktdaten sichergestellt wird, auf regen Zuspruch: Zur Verdeutlichung ihres Konzepts hatte die Forschergruppe einen Demonstrator vorgestellt. „Wir wissen bereits, dass das Grundkonzept funktioniert, müssen jedoch noch die Angriffsfläche minimieren“, sagt Professor Frank Kargl, der das Instituts für Verteilte Systeme leitet und vor allem zu Sicherheit und Privacy forscht.

Zudem könnte eine Stärke des Konzepts, nämlich seine Transparenz, zur Schwäche werden. Ein Beispiel: Nicht alle Konstrukteure wollen, dass ihre Mitbewerber sehen, welche Ersatzteile sie bestellen. Es gilt also – im Rahmen des Konzepts „Blockchain“ – eine sinnvolle Form der „Anonymisierung“ anzubieten. Schon in rund zwei Jahren soll das neue Verfahren marktreif sein.

Ihren nächsten Auftritt haben die Forscher mit ihrem Demonstrator bei der Langen Nacht der Wissenschaft an der Universität Ulm am Freitag, 21. Juli. Passend zum Uni-Geburtstag wollen sie nicht nur das Lizenzmanagement verdeutlichen, sondern auch Chips mit der Jahreszahl 50 drucken (Standort: N24, Raum 252).

Neben der Universität Ulm und der PROSTEP AG (Koordinator) sind die Universität Hamburg und die Technische Universität Hamburg-Harburg sowie das Fraunhofer Institut für Elektronische Nanosysteme e.V. (ENAS) am Projekt SAMPL beteiligt. Dazu kommt die NXP Semiconductors GmbH und die consider it GmbH sowie der Anbieter industrieller 3D-Drucker 3D Microprint GmbH. Die AIRBUS Operation GmbH ist assoziierter Partner. Die Förderung durch das BMWi erfolgt im Zuge des Technologieprogramms PAiCE.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Frank Kargl, Tel.: 0731/50-24141, frank.kargl@uni-ulm.de

Annika Bingmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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