Verräterische Töne: Sicherheitslücke im 3D-Druck-Prozess?

Forscher an der University of California haben gezeigt, dass sie geistiges Eigentum durch die Aufnahme und Verarbeitung von Geräuschen beim 3D-Druck anzapfen können. Das Team unter Leitung von Mohammad Al Faruque, Leiter von des Advanced Integrated Cyber-Physical Systems Lab, hat demonstriert, dass ein Gerät wie ein Smartphone, also überall vorhanden, neben dem Drucker platziert werden kann und die akustischen Signale empfängt, die Informationen über die genaue Bewegung der Druckdüse verraten. Die Aufnahmen lassen sich dann dazu verwenden, das gedruckte Objekt an einem anderen Ort nachzubauen.

Al Faruque erklärt, dass beispielsweise in Fertigungsanlagen die Smartphones der Schichtarbeiter nicht kontrolliert werden würden. Wenn Prozess- und Produktinformationen während der Prototyping-Phase gestohlen würden, so stehen die Unternehmen vor großen finanziellen Verlusten. Es gebe noch keinen Weg, diese Systeme vor einer solchen Attacke zu schützen, aber vielleicht sei dies in Zukunft möglich.

Das Team erreichte fast 90 Prozent Genauigkeit mit der Tonaufzeichnung und konnte ein Objekt im Labor nachbauen. Die Forscher werden ihre Ergebnisse an der International Conference on Cyber-Physical Systems in Wien im April vorstellen.

Moderne 3D-Drucksysteme konvertieren digitale Informationen im Code und bauen das Material Schicht für Schicht auf, bis das Objekt Gestalt annimmt. Diese Datei für die Druckersteuerung, der G-Code, kann vor Datendiebstahl mit starker Verschlüsselung geschützt werden, aber wenn der Druckprozess einmal begonnen hat, gibt der Drucker Geräusche von sich, die die Geheimnisse in der Software offenlegen.

Auf die Idee, die Geräusche von 3D-Druckern aufzunehmen und zu verarbeiten, sei man beim Versuch gestoßen, die Beziehung zwischen Information und Energieflüssen zu verstehen, so Al Faruque. Energie werde nach den Gesetzen der Physik nicht verbraucht, sondern von einer Form in eine andere übergeführt, zum Beispiel elektromagnetische Energie in kinetische. Dabei werden einige zu Emissionen, die unabsichtlich geheime Informationen aufdecken.  Die Emissionen von 3D-Druckern seien akustische Signale, die eine Menge an Informationen enthielten.

Als Gegenmaßnahme empfiehlt Al Faruque, die akustischen Signale von 3D-Druckern zu blockieren, möglicherweise mit einem Gerät, dass ein Störgeräusch erzeugt, um akustische Zufälligkeit vorzuspiegeln. Zumindest sollten aber Mitarbeiter daran gehindert werden, Smartphones im Rapid-Prototyping-Bereich zu tragen, wenn besonders heikle Objekte zu drucken sind.

Bild: Mohammad al Faruque, Assistant Professor of electrical engineering & computer science an der UCI, leitete die Studie zu Sicherheitslücken im 3D-Druck. Bild: Debbie Morales / UCI Samueli School of Engineering.