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S. Wilker:
"Modellierung komplexer Smart-Grid-Lösungen mittels der Referenzarchitektur RASSA";
Betreuer/in(nen): H. Kaindl, M. Meisel; Institut für Computertechnik, 2019; Abschlussprüfung: 04.03.2019.

Das europäische Stromnetz steht durch den massiven Zuwachs von erneuerbaren Energie-
quellen vor immer größeren Herausforderungen. Um weiterhin eine sichere und stabile
Stromversorgung in Europa zu garantieren, muss das Stromnetz durch den Ausbau der
bestehenden Infrastruktur verstärkt oder die Belastung durch intelligente Steuerung von
Verbrauchern und Erzeugern verteilt werden. Für eine intelligente Steuerung sind neue
Komponenten notwendig, die über bestehende oder neue Kommunikationsformen mitein-
ander kommunizieren, zugleich aber eine breitere Angriffsfläche und damit ein höheres
Risiko für Sabotage oder kriminelle Aktivitäten darstellen. Durch die Modellierung und
Verwendung einer Referenzarchitektur, die auf nationalen und internationalen Standards
beruht, können neue Systeme, Komponenten und deren Schnittstellen interoperabel und
sicher (im Sinne von secure) in die bestehende Infrastruktur eingeführt werden.
Diese Diplomarbeit beantwortet für das Themengebiet der intelligenten Stromnetze
die Frage, wie komplexe Smart-Grid-Lösungen für ein gemeinsames Verständnis model-
liert werden können. Darüber hinaus wird die Frage beantwortet, ob die in Österreich
geschaffene Referenzarchitektur geeignet ist, Sicherheitsstandards für neu entwickelte
Komponenten abzuleiten und für verschiedene Interessensgruppen einsehbar zu machen.
Die in dieser Arbeit präsentierte Herangehensweise erfordert eine abstrakte Abbildung
der Realität, da es im Stromnetz zu viele Komponenten und Teilsysteme sowie auch
(sicherheitstechnische) Vorgaben gibt. Für einzelne Personen ist das Zusammenspiel nur
schwer zu überblicken. Für die Schaffung eines einheitlichen Verständnisses sind Kompe-
tenzen und Domänenwissen erforderlich, die nur in Zusammenarbeit und Abstimmung
mit Netzbetreibern, Energielieferanten, Komponentenherstellern, Forschung und Politik
zusammengetragen werden können. Dies konnte durch die Abhaltung von mehreren
Workshops und Präsentationen der Referenzarchitektur erreicht werden, in welchen auch
die Wichtigkeit eines gemeinsamen Verständnisses der Materie gefördert wurde.
Anhand realer Anwendungsfälle für die Entwicklung und Integration von neuen Smart-
Grid-Komponenten wird die Referenzarchitektur hinsichtlich ihrer Tauglichkeit für bislang
unbekannte Systeme und Komponenten evaluiert. Mit Hilfe der Referenzarchitektur
können Nutzer _ innen in wenigen Schritten Checklisten für Sicherheitsanforderungen
oder eine Dokumentation des Systems erstellen sowie Risikoanalysen durchführen. Diese
Funktionalitäten werden in dieser Arbeit erläutert und evaluiert.

The European power grid is facing increasing challenges as a result of the massive
expansion of renewable energy sources. In order to continue to guarantee secure and
stable electricity supply in Europe, the power grid needs to be strengthened through the
reinforcement of existing infrastructure, or the load between consumers and producers
has to be distributed in a smart way. Intelligent control requires new components that
communicate with one another via existing or new forms of communication, but these
are vulnerable against attacks and pose security risks of sabotage or criminal activity.
By modeling and using a reference architecture based on national and international
standards, new systems, components, and their interfaces can be interoperable and
securely introduced into the existing infrastructure.
For the area of intelligent power grids, this thesis answers the question of how complex
smart grid solutions can be modeled for facilitating a common understanding. In addition,
the question is answered whether the created Austrian reference architecture is suitable
for deriving security standards for newly developed components and for making them
accessible to various stakeholders.
The approach presented in this work introduces abstract models of the real power grid
and its environment. This is necessary to handle the increasing amount, variety, and
complexity of new components and subsystems now posing not only security but also
new cyber-security requirements which are otherwise too difficult to follow for single
individuals. Creating a unified understanding requires skills and domain knowledge
that can only be compiled in collaboration and coordination with network operators,
energy suppliers, component manufacturers, research institutions and policymakers.
This was achieved by holding several workshops and giving presentations disseminating
the reference architecture. It also helped to emphasize the importance of a common
understanding of the discussed subject.
Based on real use cases for the development and integration of new smart grid components,
the reference architecture is evaluated for its suitability for previously unknown systems
and components. Based on the reference architecture, users can create checklists for
security requirements, documentation of the system, or risk analyses in a few steps. These
features are explained and evaluated in this work.

SGAM, RASSA, reference architecture

https://publik.tuwien.ac.at/files/publik_285251.pdf