DEFEND3D über die Erhöhung der Sicherheit der additiven Fertigung im Verteidigungssektor

Einer der Bereiche, in denen wir ein rasantes Wachstum der additiven Fertigung beobachten konnten, ist die Verteidigungsindustrie. Dank klar definierter Strategien für die additive Fertigung sowohl in Europa als auch in den USA und einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, die von Trainings bis hin zu aktiven Kriegseinsätzen reichen, wird der 3D-Druck für seine Anpassungsfähigkeit und seine Fähigkeit, die Einsatzbereitschaft zu erhöhen, geschätzt. Das bedeutet jedoch nicht, dass es keine Probleme gibt. Mangelnde Sicherheit ist beispielsweise eines der größten Hindernisse für die Einführung von AM in Streitkräften weltweit. Hier kommt DEFEND3D ins Spiel. Das Unternehmen definiert die Sicherheit für die additive Fertigung im Verteidigungssektor neu und macht die Verwendung digitaler Dateien sicherer als je zuvor. Wir haben mit dem Gründer gesprochen, um mehr darüber zu erfahren.

3DN: Könnten Sie sich und Ihren Zugang zur additiven Fertigung kurz vorstellen?

Hallo, mein Name ist Barrett Veldsman, ich bin der Gründer von DEFEND3D. Meine Reise begann als Kreativdirektor für einige der weltweit führenden Automobil-, Mode- und Sportmarken. Während meiner Arbeit an einem Projekt zur additiven Fertigung mit Bugatti erkannte ich die dringende Notwendigkeit des Schutzes geistigen Eigentums im digitalen Raum, was schließlich zur Gründung von DEFEND3D führte. Was als kommerzielle Plattform zum Schutz des geistigen Eigentums führender Marken und Designer begann, entwickelte sich schnell zu einer Lösung, die einen viel größeren Marktbedarf adressiert – sichere Fertigung auf Abruf.

Barrett Veldsman, Gründer von DEFEND3D (links). Veldsman erhält eine Auszeichnung vom Büro des stellvertretenden Verteidigungsministers für Nachhaltigkeit (rechts)

3DN: Wie kam es zur Gründung von DEFEND3D und was ist eure Mission?

DEFEND3D wurde gegründet, um ein kritisches Problem zu lösen: Wie kann man eine dezentrale Fertigung ermöglichen und gleichzeitig sicherstellen, dass Designs und proprietäre Daten sicher bleiben? Mit der zunehmenden Verbreitung von AM im Verteidigungsbereich sind die Risiken von Cyber-Bedrohungen und IP-Diebstahl größer denn je. Unsere Mission ist klar: Wir bieten einen Echtzeit-Übertragungsdienst mit extrem geringer Bandbreite, der es Herstellern ermöglicht, Teile überall auf der Welt zu produzieren, selbst unter extrem schwierigen Bedingungen, ohne jemals sensible Konstruktionsdateien weitergeben zu müssen.

DEFEND3D hat sich zum Ziel gesetzt, das Verteidigungsökosystem zu verbessern und die kontinuierliche Weiterentwicklung der additiven Fertigung durch seine patentierte sichere Streaming-Technologie zu unterstützen. Dies ermöglicht eine sichere digitale Nachlieferung von Teiledaten an entfernte Standorte ohne die Notwendigkeit einer Dateiübertragung, wodurch das mit der Übertragung der vollständigen 2D- oder 3D-Assets verbundene Sicherheitsrisiko beseitigt wird. Dies wird durch die Verwendung eines kontinuierlichen, dynamischen Streams zu einer Vielzahl von Fertigungsgeräten mit Bandbreiten von nur 3 kbps erreicht.

3DN: Mit welchen Problemen hat der Verteidigungssektor bei der Einführung von AM noch zu kämpfen? Wie kann DEFEND3D dabei helfen?

Das Dauerproblem bei AM sind Cybersicherheit, geistiges Eigentum und große Dateigrößen, die im Einsatzgebiet nicht heruntergeladen werden können. Derzeit muss die gesamte digitale Datei auf die Fertigungsmaschine übertragen werden, wodurch das digitale geistige Eigentum anfällig für Cyberangriffe, Manipulationen und Diebstahl ist. Verschiedene Lösungen, darunter Blockchain, Lizenzmodelle und Hardware-Entschlüsselungs-Blackboxen, wurden vorgeschlagen, um das Problem des Zugriffs auf kritische Teile bei Bedarf zu lösen. Allerdings erfordern alle diese Lösungen weiterhin die Übertragung der vollständigen digitalen Datei.

OEM-Zulieferer zögern ebenfalls, ihre Ersatzteile für den 3D-Druck zu lizenzieren. Dies würde bedeuten, ihr gesamtes IP-Portfolio aus der Hand zu geben, das Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen sowie Einnahmen in Milliardenhöhe repräsentiert. Die Lösung von DEFEND3D verhindert Dateien im Ruhezustand und bietet dennoch Authentifizierung. Wenn es um die Herausforderungen geht, denen die Verteidigungsindustrie bei der dezentralen Fertigung gegenübersteht, komme ich immer wieder auf die drei Ds zurück: Disrupt, Data, Destroy. Diese drei Säulen veranschaulichen die Cybersicherheitsrisiken, die mit der modernen additiven Fertigung (AM) verbunden sind, und die dringende Notwendigkeit eines neuen Ansatzes zur Sicherung der digitalen Fertigung.

Veldsman zeigt die Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Sicherheit von 3D-Druckern auf.

Der WannaCry-Ransomware-Angriff auf den NHS im Jahr 2017 ist ein Paradebeispiel dafür, wie veraltete Systeme und ungesicherte digitale Infrastrukturen durch einen Cyberangriff vollständig lahmgelegt werden können. Ein weiteres Beispiel ist das US-amerikanische Office of Personnel Management, das die Sozialleistungen und Renten von Millionen von aktiven und pensionierten Beamten verwaltet und am 15. April 2017 gehackt wurde. Durch die Ausnutzung veralteter Infrastruktur wurde ein ganzes Netzwerk gestört und ins Chaos gestürzt. Darüber hinaus warnte ein Bericht des Generalinspekteurs des Verteidigungsministeriums ausdrücklich davor, dass digitale AM-Daten ein Risiko für die nationale Sicherheit darstellen.

Nun nehmen ausländische Gegner Verteidigungsunternehmen aktiv ins Visier, nicht nur um geheime Daten zu stehlen, sondern auch um Schwachstellen in den digitalen Thread einzubauen. Auf der Veranstaltung der Defense Industry Security Association (DISA) wurde erklärt, dass der digitale Thread innerhalb der Logistik bei Hackern als Schwachstelle der Verteidigungsindustrie bekannt ist.

Wie die erfolgreiche Zusammenarbeit mit dem britischen Verteidigungsministerium und den US-Spezialeinheiten zeigt, hat DEFEND3D bereits sein Potential zur Verbesserung der Lieferkette und zur Revolutionierung der digitalen Fertigung unter Beweis gestellt. Die DEFEND3D-Lösung wurde auch unter rauen Umgebungsbedingungen und extremen Bedingungen getestet, um die Integrität der Teile und eine sichere Datenverwaltung zu gewährleisten. Dies wurde in Zusammenarbeit mit der RRS Sir David Attenborough deutlich.

3DN: Können Sie uns mehr über Ihre Software und Ihren sicheren Übertragungsdienst erzählen? Was zeichnet sie aus?

Die Fertigungsindustrie arbeitet immer noch nach dem Blockbuster-Video-Prinzip, bei dem vollständige digitale Dateien über das Netzwerk verschickt und auf vernetzten Rechnern gespeichert werden, was massive Sicherheitslücken schafft. Im Gegensatz dazu wird unser Privatleben vollständig gestreamt – von unserer Musik über Filme bis hin zu unseren Spielen –, da das Herunterladen ganzer Dateien ineffizient und riskant ist.

Stellen Sie sich vor, Sie stehen an einem Spieltag in einem Stadion. Wenn Ihnen ein Freund eine 4K-Videodatei per E-Mail schickt, wird diese dann heruntergeladen? Wahrscheinlich nicht. Aber wenn Sie dasselbe Video auf YouTube streamen, wird es sofort abgespielt. Warum erwarten wir also von AM-Maschinen im Wert von über 100.000 Dollar, dass sie ganze Fertigungsdateien in feindlichen Umgebungen herunterladen, wenn selbst die Verbrauchertechnologie dieses Modell längst hinter sich gelassen hat?

Das sind die Probleme, von denen mir Ingenieure aus der Praxis täglich berichten, die einfach keinen Zugriff auf diese Dateien erhalten. Aber mit einer Bandbreite von nur 3 KBPS können wir die Daten direkt auf diese Maschinen streamen. Der Verteidigungssektor muss sich für das Streaming von AM-Dateien öffnen – um Downloads zu vermeiden, Daten zu schützen und einen Echtzeit-Zugriff zu gewährleisten, ohne geistiges Eigentum preiszugeben.

DEFEND3Ds Sicherheits-Prozess

Die Dateigröße ist nicht das einzige Problem, das Problem geht viel tiefer. Mit der Einführung von 3D-Druckern in der Verteidigungsindustrie ist der Weg in die Verteidigungsindustrie nun dramatisch einfacher geworden. Warum? Weil AM-Anwender die AM-Systeme als „Werkzeuge“ wie Schweißgeräte zur Herstellung von Ersatzteilen betrachteten und nicht als IT-Systeme, die Cybersicherheitskontrollen erfordern. Diese Drucker sind wie Stuxnet, und alles beginnt mit einer kompromittierten SD-Karte oder einem vernetzten Drucker.

Das DEFEND3D-Whitepaper beleuchtet die Risiken der Dateimanipulation und des Datendiebstahls innerhalb des digitalen Threads der additiven Fertigung (AM), insbesondere in Verteidigungsanwendungen. Herkömmliche AM-Workflows umfassen die vollständige Übertragung digitaler Konstruktionsdateien, wodurch sie anfällig für Cyberangriffe, unbefugte Änderungen und Diebstahl geistigen Eigentums sind. Solche Kompromittierungen können zur Herstellung fehlerhafter oder böswillig veränderter Teile führen und die Betriebssicherheit beeinträchtigen. DEFEND3D führt eine sichere Übertragungsmethode ein, die sicherstellt, dass die vollständige Datei niemals offengelegt wird, wodurch sowohl die Integrität des digitalen Threads als auch die Sicherheit sensibler Fertigungsprozesse geschützt werden.

DEFEND3D gewährleistet die vollständige Beibehaltung des Eigentums an geistigem Eigentum und digitalen Assets, indem es niemals die vollständige Datei überträgt. Stattdessen werden die Daten in Echtzeit direkt an einen 3D-Drucker gestreamt, wobei nur die notwendigen Informationen bereitgestellt werden und keine Daten auf dem Fertigungsgerät gespeichert bleiben. Der Algorithmus umfasst mehrere Sicherheitsmechanismen, um Sniffing-Versuche oder drohende Angriffe zu erkennen. Wenn eine Bedrohung identifiziert wird, alarmiert DEFEND3D sofort das System und unterbricht den Datenstrom.

3DN: Könnten Sie uns einige Beispiele für aktuelle oder zukünftige Projekte nennen?

Die siebte Gruppe der US-Spezialeinheiten (Luftlandetruppe) simulierte an der taktischen Front ein etabliertes Vorwärtsunterstützungselement mit geringer bis keiner Bandbreite. Das Ergebnis war, „dass das System alles tat, was wir von ihm erwarteten; die siebte SFG (A) war mit der Systemleistung zufrieden und befürwortete die Weiterentwicklung und Implementierung der Lösung“. Die Lösung macht IP-Übertragungen und das Herunterladen großer Dateien, die zu einer Überlastung der Bandbreite führen, überflüssig.

DEFEND3D wurde auch vom UK Strategic Command, einer Abteilung des britischen Verteidigungsministeriums (MOD), getestet, wo eine sichere Plattform für die digitale Fertigung bereitgestellt wurde, die mit einer Ein-Klick-Druckfunktion ausgestattet ist, um den Schulungsaufwand zu minimieren. Die Plattform verbindet einen zentralen Design-Hub in einer sicheren Einrichtung mit mehreren Einsatzorten, an denen keine technischen Spezialisten vor Ort sind. Auf dem 3D-Drucker oder Computer bleiben keine Spuren der 3D-Datei zurück.

Die Bedeutung von AM im Verteidigungssektor nimmt bei Regierungen, die diese Technologie in ihren Betriebs-, Wartungs- und Logistikabläufen einsetzen, erheblich zu. Es besteht ein klarer Konsens darüber, dass die Gefahr von Schwachstellen in der Cybersicherheit sehr real und sehr präsent ist.

DEFEND3D nutzt sicheres Streaming, um die Sicherheit für AM im Verteidigungsbereich zu verbessern

Die ISS nutzt seit 2014 additive Fertigung, wodurch Astronauten wichtige Werkzeuge, Teile und Produkte nach Bedarf herstellen können. Bis 2024 haben sie nun über 200 Teile mit ihrer Additive Manufacturing Facility (AMF) gedruckt. Neuere Entwicklungen in der additiven Fertigung an Bord der ISS unterstreichen die bedeutenden Fortschritte in der weltraumgestützten Fertigung mit der Einführung des ersten für Weltraumanwendungen konzipierten Metall-3D-Druckers, der erfolgreich eine Halterung aus Edelstahl gedruckt hat. Die Weltraumfertigung kann die Mikrogravitation und die Vakuumbedingungen nutzen, um Materialien und Komponenten herzustellen, deren Produktion auf der Erde sonst unmöglich oder ineffizient wäre, und eröffnet damit innovative Möglichkeiten für Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizin und Energie.

Angesichts der zunehmenden Abhängigkeit von der weltraumgestützten Fertigung sind robuste Cybersicherheitslösungen von entscheidender Bedeutung, um die Datenübertragung und die Designintegrität zu gewährleisten, geistiges Eigentum zu schützen und unbefugten Zugriff zu verhindern.

Die Technologie von DEFEND3D verbessert die Zusammenarbeit zwischen Forschungsanlagen auf der Erde und weltraumgestützten Fertigungszentren. Ein sicheres virtuelles Inventar vorab genehmigter Designs könnte es Astronauten ermöglichen, missionskritische Teile bei Bedarf in 3D zu drucken. Universitäten und OEMs können Designaktualisierungen sicher übertragen und Fertigungsparameter aus der Ferne anpassen, wodurch Innovationen beschleunigt und gleichzeitig die Datensicherheit gewährleistet werden. Diese Fähigkeit steht auch im Einklang mit den Zielen, die auf dem 5. G20-Treffen der Führungskräfte der Weltraumwirtschaft diskutiert wurden, bei dem Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit in der Weltraumforschung im Vordergrund standen.

3DN: Haben Sie noch ein paar abschließende Worte für unsere Leserschaft?

Da die Weltraumforschung sich zunehmend auf kommerzielle Raumstationen, Mondbasen und interplanetare Missionen ausweitet, wird der Bedarf an sicherer Fertigung aus der Ferne weiter steigen. Die sichere Streaming-Technologie von DEFEND3D ist für die robotergestützte additive Fertigung im Weltraum von entscheidender Bedeutung, da sie den Aufbau von Infrastruktur, die Herstellung von Bauteilen und Reparaturen vor Ort unterstützt. Das Imperial College London hat die Rolle der Fernfertigung bei der Verringerung von Explorationsrisiken hervorgehoben und dabei die Notwendigkeit einer sicheren Datenübertragung für zukünftige Bauprojekte außerhalb der Erde betont.

Da wir uns immer mehr der niedrigen Erdumlaufbahn und der interplanetaren Fertigung nähern, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Sicherheit sowohl bei der additiven als auch bei der subtraktiven Fertigung eine wichtige Rolle spielt. Wir müssen die Infrastruktur aufbauen, um die Demokratisierung von Innovationen im Weltraumsektor zu ermöglichen. Mehr über uns erfahren Sie HIER.

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