Angriff auf das Combined Charging System: Drahtlose Unterbrechung des Ladevorgangs von Elektrofahrzeugen

Core Concepts

Der BROKENWIRE-Angriff unterbricht die notwendige Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladegerät, was zum Abbruch des Ladevorgangs führt. Der Angriff erfordert nur vorübergehende physische Nähe und kann drahtlos aus der Ferne durchgeführt werden, wodurch einzelne Fahrzeuge oder ganze Flotten unauffällig und gleichzeitig gestört werden können.

Abstract

Die Studie präsentiert einen neuartigen Angriff gegen das Combined Charging System (CCS), eines der am weitesten verbreiteten DC-Schnellladesysteme für Elektrofahrzeuge (EVs). Der BROKENWIRE-Angriff unterbricht die notwendige Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladegerät, was zum Abbruch des Ladevorgangs führt. Der Angriff erfordert nur vorübergehende physische Nähe und kann drahtlos aus der Ferne durchgeführt werden, wodurch einzelne Fahrzeuge oder ganze Flotten unauffällig und gleichzeitig gestört werden können.
Der Angriff nutzt das CSMA/CA-Verhalten des Kommunikationsprotokolls aus, um die Kommunikation zu stören, ohne eine starke Signalstärke zu benötigen. Die Studie zeigt, dass der Angriff in kontrollierten Testumgebungen und in Feldversuchen mit acht Fahrzeugen und 20 Ladestationen erfolgreich war, mit Reichweiten von bis zu 47 m bei einer Sendeleistung von weniger als 1 W. Der Angriff kann auch durch Gebäude hindurch und bei Vorbeifahrten durchgeführt werden. Ein heuristisches Modell schätzt die Anzahl der gleichzeitig angreifbaren Fahrzeuge für eine gegebene Ausgangsleistung.
Der BROKENWIRE-Angriff hat unmittelbare Auswirkungen auf einen erheblichen Anteil der weltweit rund 12 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen und hat tiefgreifende Auswirkungen auf die neue Welle der Elektrifizierung von Fahrzeugflotten, sowohl für private Unternehmen als auch für lebenswichtige öffentliche Dienste, sowie auf Elektrobusse, -lkw und kleine Schiffe.

Stats

Für eine Sendeleistung von weniger als 1 W konnte der Angriff Reichweiten von bis zu 47 m erzielen.
Der Angriff kann auch durch Gebäude hindurch und bei Vorbeifahrten durchgeführt werden.

Quotes

"BROKENWIRE hat unmittelbare Auswirkungen auf einen erheblichen Anteil der weltweit rund 12 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen und hat tiefgreifende Auswirkungen auf die neue Welle der Elektrifizierung von Fahrzeugflotten, sowohl für private Unternehmen als auch für lebenswichtige öffentliche Dienste, sowie auf Elektrobusse, -lkw und kleine Schiffe."

Key Insights Distilled From

Brokenwire

by Seba... at arxiv.org 03-27-2024

https://arxiv.org/pdf/2202.02104.pdf

Deeper Inquiries

Wie könnte man den BROKENWIRE-Angriff auf andere Ladetechnologien wie AC-Ladestationen oder zukünftige Megawatt-Ladesysteme übertragen?

Der BROKENWIRE-Angriff basiert auf der Ausnutzung von Schwachstellen in der Kommunikation über Power-Line Communication (PLC) bei der Combined Charging System (CCS) Technologie. Diese Schwachstellen könnten auch in anderen Ladetechnologien auftreten, die PLC für die Kommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug und der Ladestation verwenden. Dies könnte beispielsweise bei zukünftigen Megawatt-Ladesystemen der Fall sein, die ebenfalls auf PLC basieren könnten. Um den BROKENWIRE-Angriff auf andere Ladetechnologien zu übertragen, müsste man ähnliche Schwachstellen in der Kommunikation identifizieren und ausnutzen. Dies erfordert eine detaillierte Analyse der Kommunikationsprotokolle und Implementierungen in den verschiedenen Ladetechnologien.

Welche Gegenmaßnahmen könnten Hersteller von Elektrofahrzeugen und Ladestationen entwickeln, um den BROKENWIRE-Angriff zu erschweren oder zu verhindern?

Hersteller von Elektrofahrzeugen und Ladestationen könnten verschiedene Gegenmaßnahmen entwickeln, um den BROKENWIRE-Angriff zu erschweren oder zu verhindern. Einige mögliche Maßnahmen könnten sein:

Implementierung von Verschlüsselung und Authentifizierung: Durch die Implementierung von Verschlüsselungstechnologien und starken Authentifizierungsmechanismen können die Kommunikationskanäle zwischen dem Elektrofahrzeug und der Ladestation gesichert werden.
Signalintegrität überwachen: Hersteller könnten Mechanismen implementieren, um die Integrität der Kommunikationssignale zu überwachen und Anomalien zu erkennen, die auf einen Angriff hinweisen könnten.
Physische Sicherheitsmaßnahmen: Zusätzliche physische Sicherheitsvorkehrungen an den Ladestationen könnten den Zugriff auf die Kommunikationskabel erschweren und somit den Angriff erschweren.
Regelmäßige Sicherheitsupdates: Kontinuierliche Überwachung und regelmäßige Sicherheitsupdates der Firmware und Software in Elektrofahrzeugen und Ladestationen können dazu beitragen, potenzielle Sicherheitslücken zu schließen.

Welche Auswirkungen könnte der BROKENWIRE-Angriff auf die Stabilität des Stromnetzes haben, wenn Elektrofahrzeuge zukünftig als Energiespeicher dienen sollen?

Der BROKENWIRE-Angriff könnte erhebliche Auswirkungen auf die Stabilität des Stromnetzes haben, insbesondere wenn Elektrofahrzeuge zukünftig als Energiespeicher im Rahmen von Vehicle-to-Grid (V2G) Konzepten eingesetzt werden. Wenn eine große Anzahl von Elektrofahrzeugen gleichzeitig angegriffen wird und die Ladungen unterbrochen werden, könnte dies zu erheblichen Störungen im Stromnetz führen. Dies könnte zu Spannungsschwankungen, Überlastungen und potenziell zu Ausfällen in Teilen des Netzes führen. Darüber hinaus könnten Angriffe auf Elektrofahrzeuge, die als Energiespeicher dienen, die Fähigkeit des Netzes beeinträchtigen, auf Schwankungen in der Stromnachfrage zu reagieren und die Netzstabilität zu gewährleisten. Es ist daher entscheidend, dass Hersteller und Betreiber von Elektrofahrzeugen und Ladestationen robuste Sicherheitsmaßnahmen implementieren, um solche Angriffe zu verhindern und die Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten.