BWP524: Security and Safety for Embedded Systems (mit Praktikum)

Wahlpflichtmodule

BWP524: Security and Safety for Embedded Systems (mit Praktikum)

Kurzporträt BWP524: Security and Safety for Embedded Systems (mit Praktikum)
Worum geht es? In diesem Modul betrachten Studierende eingebettete Systeme aus zwei sicherheitsrelevanten Perspektiven: Schutz vor Angriffen und Schutz vor gefährlichen Fehlfunktionen. Behandelt werden Grundlagen von Safety, Security und Zuverlässigkeit sowie Gefahrenanalysen und Threat Modeling. Außerdem geht es um Mechanismen wie Redundanz, Watchdogs, Kryptographie, Isolation, Signaturen und Hardware-Sicherheitsfunktionen.
Wofür braucht man es? Diese Kompetenzen werden benötigt, um Architektur- und Sicherheitsentscheidungen für vernetzte und sicherheitskritische eingebettete Systeme zu begründen. Die Kompetenzen helfen dabei, Risiken systematisch zu erkennen, Maßnahmen auszuwählen und Entscheidungen nachvollziehbar zu dokumentieren.
Wieso ist es interessant? Vernetzte technische Systeme müssen nicht nur funktionieren, sondern auch sicher und widerstandsfähig sein. Das Modul zeigt, wie man Gefahren, Angriffe und technische Schutzmaßnahmen gemeinsam betrachtet.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Benedikt Janßen

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Benedikt Janßen

Verwendbarkeit
  • Bachelor Elektrotechnik
  • Bachelor Maschinenbau
  • Bachelor Mechatronik und Robotik
Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Wahlpflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

jährlich

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

2 V | 1 Ü | 1 P | - S

Workload
Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.
Engl. Titel

Security and Safety for Embedded Systems

Empfohlene Voraussetzungen
  • BB008: Informatik für Ingenieurwissenschaften: Programmiergrundlagen, Algorithmen und strukturierte Datenverarbeitung.
  • BET301: Mikrocontroller-Programmierung: hardwarenahe Softwareentwicklung, Peripherienutzung und Implementierung eingebetteter Funktionen.
  • BET304: Secure Embedded Networks: eingebettete Kommunikation, IoT-Protokolle, Robustheit und grundlegende Sicherheitsaspekte vernetzter Systeme.
Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden können aus einer gegebenen Problemstellung systematisch Anforderungen an die Informationssicherheit und Betriebssicherheit ableiten und daraus begründete Designentscheidungen für ein vernetztes eingebettetes System herleiten,

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

  • Unterschiede zwischen Safety, Security und Zuverlässigkeit und deren Grundlagen beschreiben können,
  • Gefahren- und Risikoanalyse (Hazard and Risk Analysis) durchführen,
  • Threat Modeling (z.B. STRIDE, Attack Trees) anwenden,
  • Safety-Mechanismen (z.B. Redundanz, Watchdog) einordnen und begründet auswählen,
  • Security-Mechanismen (z.B. Kryptographie-Grundlagen, Hardware-Security-Features wie ARM TrustZone) einordnen und begründet auswählen,
  • Analysen und Entscheidungen nachvollziehbar dokumentieren und reflektieren,
WOZU

um im späteren Beruf fundierte, begründete Architektur- und Sicherheitsentscheidungen für sicherheitskritische eingebettete Systeme treffen zu können.

Inhalte
  • Kryptographie-Grundlagen
  • Hazard and Risk Analysis
  • Threat Modeling (z. B. STRIDE, Attack Trees)
  • Safety-Mechanismen (z. B. Redundanz, Watchdog)
  • Security-Mechanismen (z. B. Isolation, Signaturen)
Prüfungsvorleistung

aktive Praktikumsteilnahme

Prüfungsleistung

Studien-/Projektarbeit: schriftlicher Teil (10-20 Seiten) mit Fachgespräch (15-20 Minuten)

Literatur
  • Paar, C.; Pelzl, J.: Understanding Cryptography. Springer, 2010.
  • Anderson, R.: Security Engineering. 3rd edition, Wiley, 2020.
  • Ross, R.: Systems Security Engineering. NIST Special Publication 800-160, 2016.
  • ISO 26262: Road vehicles - Functional safety. ISO, 2018.
  • IEC 62443: Industrial communication networks - Network and system security. IEC, 2018.