Seminar MTG IoT PKI und Geräteidentitäten

Das Fachseminar behandelt die Konzeption und der automatisierte Betrieb einer skalierbaren PKI für eindeutige Geräteidentitäten und gesicherte Maschinenkommunikation. Theorie, Demonstrationen und angeleitete Übungen werden so verbunden, dass technische Entscheidungen, Konfigurationen und Betriebsabläufe unmittelbar nachvollziehbar bleiben.

Inhaltsverzeichnis

1. Zielsetzung
2. Zielgruppe
3. Voraussetzungen
4. Modul 1: Geräteidentität und Bedrohungsmodell
5. Modul 2: IoT-PKI-Architektur
6. Modul 3: Enrollment und Bootstrap
7. Modul 4: Zertifikatsprofile für Geräte
8. Modul 5: Flotten-Lifecycle automatisieren
9. Modul 6: Monitoring und Incident Response
10. Praxisfälle und Übungen
11. Qualitäts- und Sicherheitskontrollen
12. Kompetenzen nach dem Seminar

Zielsetzung

Ziel ist der methodische Aufbau belastbarer Handlungskompetenz für die Konzeption und der automatisierte Betrieb einer skalierbaren PKI für eindeutige Geräteidentitäten und gesicherte Maschinenkommunikation. Jede Lerneinheit führt von der Anforderungsanalyse über das technische Sollmodell und die Umsetzung bis zur Prüfung, Fehlerbehandlung und Betriebsdokumentation.

Zielgruppe

Das Seminar richtet sich an IoT Architects, PKI Engineers, Geräteplattform-Teams, Embedded-Verantwortliche und Security Engineers. Die Übungen berücksichtigen Architektur, Administration, Integration, Betrieb und Sicherheitskontrolle in klar getrennten Rollen.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse zu X.509, TLS, Gerätekommunikation und automatisierten Schnittstellen. Für praktische Übungen werden ein vorbereitetes Schulungssystem und dokumentierte Beispieldaten verwendet.

Modul 1: Geräteidentität und Bedrohungsmodell

Behandelt werden Identitätsmerkmale, Produktionsdaten, Klonrisiken, Bootstrap, Besitzwechsel, Kompromittierung und Vertrauensgrenzen. Die fachlichen und technischen Abhängigkeiten werden zunächst abgegrenzt, anschließend in ein prüfbares Sollmodell überführt und danach anhand eines realitätsnahen Szenarios umgesetzt.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Ausgangslage erfassen: Vorhandene Angaben zu den Themen „Identitätsmerkmale“, „Produktionsdaten“ und „Klonrisiken“ erfassen, den Schutzbedarf bestimmen und zuständige Rollen eindeutig zuordnen.
2. Sollmodell festlegen: Für die Teilbereiche „Bootstrap“ und „Besitzwechsel“ verbindliche Regeln, Abhängigkeiten, Statusübergänge und messbare Akzeptanzkriterien formulieren.
3. Konfiguration umsetzen: Die Konfiguration für den Teilbereich „Kompromittierung und Vertrauensgrenzen“ im Schulungssystem in kontrollierter Reihenfolge umsetzen, benötigte Objekte verknüpfen und jede Änderung mit Zweck und Rückfalloption dokumentieren.
4. Funktion und Sicherheit prüfen: Das Zusammenspiel der Teilbereiche „Identitätsmerkmale“ und „Kompromittierung und Vertrauensgrenzen“ in einem Positivfall, einem Berechtigungs- oder Validierungsfehler sowie einem technischen Störungsfall testen.
5. Betrieb vorbereiten: Für Geräteidentität und Bedrohungsmodell Prüfwerte, Alarmkriterien, Wiederanlaufmaßnahmen, Verantwortlichkeiten und wiederkehrende Kontrollen in einer Betriebsanweisung festhalten.

Modul 2: IoT-PKI-Architektur

Behandelt werden CA-Hierarchien, Mandanten, Gerätegruppen, Produktions- und Betriebsdomänen, Profile und Skalierung. Die fachlichen und technischen Abhängigkeiten werden zunächst abgegrenzt, anschließend in ein prüfbares Sollmodell überführt und danach anhand eines realitätsnahen Szenarios umgesetzt.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Ausgangslage erfassen: Vorhandene Angaben zu den Themen „CA-Hierarchien“, „Mandanten“ und „Gerätegruppen“ erfassen, den Schutzbedarf bestimmen und zuständige Rollen eindeutig zuordnen.
2. Sollmodell festlegen: Für die Teilbereiche „Produktions- und Betriebsdomänen“ und „Profile und Skalierung“ verbindliche Regeln, Abhängigkeiten, Statusübergänge und messbare Akzeptanzkriterien formulieren.
3. Konfiguration umsetzen: Die Konfiguration für den Teilbereich „IoT-PKI-Architektur“ im Schulungssystem in kontrollierter Reihenfolge umsetzen, benötigte Objekte verknüpfen und jede Änderung mit Zweck und Rückfalloption dokumentieren.
4. Funktion und Sicherheit prüfen: Das Zusammenspiel der Teilbereiche „CA-Hierarchien“ und „IoT-PKI-Architektur“ in einem Positivfall, einem Berechtigungs- oder Validierungsfehler sowie einem technischen Störungsfall testen.
5. Betrieb vorbereiten: Für IoT-PKI-Architektur Prüfwerte, Alarmkriterien, Wiederanlaufmaßnahmen, Verantwortlichkeiten und wiederkehrende Kontrollen in einer Betriebsanweisung festhalten.

Modul 3: Enrollment und Bootstrap

Behandelt werden Identitätsnachweis, Schlüsselerzeugung, CSR, Protokollwahl, Zertifikatsausstellung, Aktivierung und Bindung. Die fachlichen und technischen Abhängigkeiten werden zunächst abgegrenzt, anschließend in ein prüfbares Sollmodell überführt und danach anhand eines realitätsnahen Szenarios umgesetzt.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Ausgangslage erfassen: Vorhandene Angaben zu den Themen „Identitätsnachweis“, „Schlüsselerzeugung“ und „CSR“ erfassen, den Schutzbedarf bestimmen und zuständige Rollen eindeutig zuordnen.
2. Sollmodell festlegen: Für die Teilbereiche „Protokollwahl“ und „Zertifikatsausstellung“ verbindliche Regeln, Abhängigkeiten, Statusübergänge und messbare Akzeptanzkriterien formulieren.
3. Konfiguration umsetzen: Die Konfiguration für den Teilbereich „Aktivierung und Bindung“ im Schulungssystem in kontrollierter Reihenfolge umsetzen, benötigte Objekte verknüpfen und jede Änderung mit Zweck und Rückfalloption dokumentieren.
4. Funktion und Sicherheit prüfen: Das Zusammenspiel der Teilbereiche „Identitätsnachweis“ und „Aktivierung und Bindung“ in einem Positivfall, einem Berechtigungs- oder Validierungsfehler sowie einem technischen Störungsfall testen.
5. Betrieb vorbereiten: Für Enrollment und Bootstrap Prüfwerte, Alarmkriterien, Wiederanlaufmaßnahmen, Verantwortlichkeiten und wiederkehrende Kontrollen in einer Betriebsanweisung festhalten.

Modul 4: Zertifikatsprofile für Geräte

Behandelt werden Subject, SAN, Key Usage, EKU, Laufzeiten, Seriennummernbezug, Algorithmen und Richtlinien. Die fachlichen und technischen Abhängigkeiten werden zunächst abgegrenzt, anschließend in ein prüfbares Sollmodell überführt und danach anhand eines realitätsnahen Szenarios umgesetzt.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Ausgangslage erfassen: Vorhandene Angaben zu den Themen „Subject“, „SAN“ und „Key Usage“ erfassen, den Schutzbedarf bestimmen und zuständige Rollen eindeutig zuordnen.
2. Sollmodell festlegen: Für die Teilbereiche „EKU“ und „Laufzeiten“ verbindliche Regeln, Abhängigkeiten, Statusübergänge und messbare Akzeptanzkriterien formulieren.
3. Konfiguration umsetzen: Die Konfiguration für den Teilbereich „Seriennummernbezug“ im Schulungssystem in kontrollierter Reihenfolge umsetzen, benötigte Objekte verknüpfen und jede Änderung mit Zweck und Rückfalloption dokumentieren.
4. Funktion und Sicherheit prüfen: Das Zusammenspiel der Teilbereiche „Subject“ und „Seriennummernbezug“ in einem Positivfall, einem Berechtigungs- oder Validierungsfehler sowie einem technischen Störungsfall testen.
5. Betrieb vorbereiten: Für Zertifikatsprofile für Geräte Prüfwerte, Alarmkriterien, Wiederanlaufmaßnahmen, Verantwortlichkeiten und wiederkehrende Kontrollen in einer Betriebsanweisung festhalten.

Modul 5: Flotten-Lifecycle automatisieren

Behandelt werden Massenregistrierung, Erneuerung, Austausch, Widerruf, Besitzwechsel, Außerbetriebnahme und Ausnahmen. Die fachlichen und technischen Abhängigkeiten werden zunächst abgegrenzt, anschließend in ein prüfbares Sollmodell überführt und danach anhand eines realitätsnahen Szenarios umgesetzt.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Ausgangslage erfassen: Vorhandene Angaben zu den Themen „Massenregistrierung“, „Erneuerung“ und „Austausch“ erfassen, den Schutzbedarf bestimmen und zuständige Rollen eindeutig zuordnen.
2. Sollmodell festlegen: Für die Teilbereiche „Widerruf“ und „Besitzwechsel“ verbindliche Regeln, Abhängigkeiten, Statusübergänge und messbare Akzeptanzkriterien formulieren.
3. Konfiguration umsetzen: Die Konfiguration für den Teilbereich „Außerbetriebnahme und Ausnahmen“ im Schulungssystem in kontrollierter Reihenfolge umsetzen, benötigte Objekte verknüpfen und jede Änderung mit Zweck und Rückfalloption dokumentieren.
4. Funktion und Sicherheit prüfen: Das Zusammenspiel der Teilbereiche „Massenregistrierung“ und „Außerbetriebnahme und Ausnahmen“ in einem Positivfall, einem Berechtigungs- oder Validierungsfehler sowie einem technischen Störungsfall testen.
5. Betrieb vorbereiten: Für Flotten-Lifecycle automatisieren Prüfwerte, Alarmkriterien, Wiederanlaufmaßnahmen, Verantwortlichkeiten und wiederkehrende Kontrollen in einer Betriebsanweisung festhalten.

Modul 6: Monitoring und Incident Response

Behandelt werden Bestandsqualität, Ablauf, fehlgeschlagene Enrollments, kompromittierte Geräte, Sperrung und Wiederherstellung. Die fachlichen und technischen Abhängigkeiten werden zunächst abgegrenzt, anschließend in ein prüfbares Sollmodell überführt und danach anhand eines realitätsnahen Szenarios umgesetzt.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Ausgangslage erfassen: Vorhandene Angaben zu den Themen „Bestandsqualität“, „Ablauf“ und „fehlgeschlagene Enrollments“ erfassen, den Schutzbedarf bestimmen und zuständige Rollen eindeutig zuordnen.
2. Sollmodell festlegen: Für die Teilbereiche „kompromittierte Geräte“ und „Sperrung und Wiederherstellung“ verbindliche Regeln, Abhängigkeiten, Statusübergänge und messbare Akzeptanzkriterien formulieren.
3. Konfiguration umsetzen: Die Konfiguration für den Teilbereich „Monitoring und Incident Response“ im Schulungssystem in kontrollierter Reihenfolge umsetzen, benötigte Objekte verknüpfen und jede Änderung mit Zweck und Rückfalloption dokumentieren.
4. Funktion und Sicherheit prüfen: Das Zusammenspiel der Teilbereiche „Bestandsqualität“ und „Monitoring und Incident Response“ in einem Positivfall, einem Berechtigungs- oder Validierungsfehler sowie einem technischen Störungsfall testen.
5. Betrieb vorbereiten: Für Monitoring und Incident Response Prüfwerte, Alarmkriterien, Wiederanlaufmaßnahmen, Verantwortlichkeiten und wiederkehrende Kontrollen in einer Betriebsanweisung festhalten.

Praxisfälle und Übungen

Praxisaufgabe 1

Eine PKI-Hierarchie für Produktion und Betrieb entwerfen. Die Bearbeitung folgt den Schritten Analyse, Sollentwurf, Umsetzung, Validierung und Dokumentation. Abweichungen werden nach Ursache, Auswirkung und Korrekturmaßnahme bewertet.

Praxisaufgabe 2

Ein Gerät vom Bootstrap bis zur Zertifikatsaktivierung onboarden. Die Bearbeitung folgt den Schritten Analyse, Sollentwurf, Umsetzung, Validierung und Dokumentation. Abweichungen werden nach Ursache, Auswirkung und Korrekturmaßnahme bewertet.

Praxisaufgabe 3

Einen kompromittierten Gerätebestand identifizieren und sperren. Die Bearbeitung folgt den Schritten Analyse, Sollentwurf, Umsetzung, Validierung und Dokumentation. Abweichungen werden nach Ursache, Auswirkung und Korrekturmaßnahme bewertet.

Qualitäts- und Sicherheitskontrollen

• Konfigurationen werden gegen ein dokumentiertes Sollmodell und definierte Akzeptanzkriterien geprüft.
• Administrative und fachliche Berechtigungen werden nach Least-Privilege und Funktionstrennung bewertet.
• Positiv-, Negativ-, Ablauf-, Ausfall- und Wiederanlauffälle werden reproduzierbar getestet.
• Protokolle, Statusinformationen und Bestandsdaten werden auf Vollständigkeit, Zeitbezug und Nachvollziehbarkeit kontrolliert.
• Änderungen, Restrisiken, Rückfalloptionen und wiederkehrende Betriebsaufgaben werden in einer Übergabedokumentation festgehalten.

Kompetenzen nach dem Seminar

• Anforderungen für die Konzeption und der automatisierte Betrieb einer skalierbaren PKI für eindeutige Geräteidentitäten und gesicherte Maschinenkommunikation strukturiert erheben und priorisieren
• eine technisch und organisatorisch belastbare Zielkonfiguration entwerfen
• Konfigurations- und Integrationsschritte kontrolliert ausführen
• Fehler anhand von Zuständen, Protokollen und Abhängigkeiten eingrenzen
• Betriebs-, Sicherheits- und Auditkontrollen nachvollziehbar dokumentieren