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Aufgrund der immer weiter anwachsenden Vernetzung der Stromnetze wird die Kommunikation zwischen der Leitstelle des Energieversorgers und den Infrastrukturkomponenten innerhalb eines Umspannwerks immer bedeutsamer. Dabei werden sowohl Steuerbefehle als auch Daten für Überwachungsfunktionen übertragen. In den aktuellen Netzwerkarchitekturen findet diese Kommunikation ohne eine kryptografische Absicherung statt, was einen Angriffspunkt für gezielte Attacken und damit eine potenzielle Gefährdung der Energieversorgung darstellt. Um solchen Angriffen in Zukunft entgegenzuwirken, wird das ES³M-Sicherheitsmodul entwickelt. Dieses soll in das Netzwerk zwischen den beiden Kommunikationspartnern eingesetzt werden und so den Datenverkehr absichern. Mithilfe einer Bedrohungsanalyse wurden Anforderungen abgeleitet, die neben kryptografischen Maßnahmen auch Themen wie funktionale Sicherheit und Langlebigkeit umfassen. Um diese zu erfüllen, wurde eine spezielle Systemarchitektur auf Basis einer Aufgabenteilung entworfen. Diese Architektur und korrespondierende Designentscheidungen werden präsentiert.
With the rising complexity and processing power of modern computer systems, the amount of MCU on a single PCB also rises. These microcontrollers often need to communicate with each other to exchange payload and control information in a bidirectional manner. Today’s well-established communication protocols in MCUs either do not fit modern transmission speed requirements or do have an inappropriate master-slave attribute, which does not allow the communication partners to have equal bus access rights. Therefore, this paper introduces an extension of the Serial Peripheral Interface (SPI) to allow an equally distributed access right for the communication interface between two microcontrollers. It simultaneously does fit modern transmission speed requirements of a common network interface, so that the message transmission does not constitute a bottleneck in data processing. Besides the protocol design, we do also provide a first prototype implementation, which constitutes a proof of concept.