Ein Unternehmen mietet Büroflächen im selben Gebäude wie eine Arztpraxis mit einem Kernspintomographen (MRT). Die leistungsstarken Magnetfelder des MRT-Geräts durchdringen die Trennwand und verursachen regelmäßig Bildstörungen auf den Monitoren der Buchhaltung. Eines Tages reagiert der Server im angrenzenden Raum mit sporadischen Fehlermeldungen. Die Ursache wird erst nach Wochen gefunden — die magnetischen Festplatten im Server wurden durch das MRT-Magnetfeld geschädigt.
Elektromagnetische Störstrahlung (EMI — Electromagnetic Interference) gehört zu den weniger offensichtlichen physischen Bedrohungen. Das BSI führt sie als elementare Gefährdung G 0.12. Ihre Tücke liegt darin, dass sie unsichtbar ist und die Symptome — Fehlfunktionen, Datenverlust, Kommunikationsstörungen — häufig anderen Ursachen zugeschrieben werden.
Was steckt dahinter?
Informationstechnik besteht zum größten Teil aus elektronischen Komponenten. Elektromagnetische Felder, die auf diese Komponenten einwirken, können Geräte in ihrer Funktion beeinträchtigen, beschädigen oder Daten auf magnetischen Datenträgern verfälschen. Die Auswirkungen reichen von subtilen Rechenfehlern bis zum Totalausfall.
Wirkungsformen
-
Funktionsstörungen — Elektromagnetische Einstreuung in Signalleitungen verfälscht Datensignale. Die Folge: Übertragungsfehler, Systemabstürze, fehlerhafte Berechnungen. Diese Störungen können intermittierend auftreten und sind schwer zu reproduzieren.
-
Datenverlust auf magnetischen Datenträgern — Starke Magnetfelder können Informationen auf Festplatten und Magnetbändern löschen oder verfälschen. Moderne Festplatten sind zwar besser abgeschirmt als frühere Generationen, aber gegen Industriemagnete oder medizinische Geräte bieten sie keinen ausreichenden Schutz.
-
Hardwareschäden — Sehr starke elektromagnetische Impulse (z. B. durch Blitzschlag oder HEMP — High Altitude Electromagnetic Pulse) können Halbleiterbauteile dauerhaft zerstören.
-
Störung drahtloser Kommunikation — WLAN, Bluetooth, Mobilfunk und andere Funktechnologien können durch Störstrahlung in ihren Frequenzbändern beeinträchtigt werden. In industriellen Umgebungen mit vielen Störquellen kann die Zuverlässigkeit drahtloser Netze erheblich leiden.
-
Industrieanlagen — Elektromotoren, Schweißgeräte, Induktionsöfen, Frequenzumrichter — all diese Geräte erzeugen starke elektromagnetische Felder.
-
Funknetze — WLAN, Mobilfunk, Bluetooth, Funkamateur-Sender, Radaranlagen. In dicht besiedelten Gebieten überlagern sich zahlreiche Funknetze.
-
Medizinische Geräte — MRT-Geräte erzeugen extrem starke Magnetfelder. Andere medizinische Geräte (Diathermie, Kurzwellentherapie) strahlen ebenfalls erhebliche Feldstärken ab.
-
Elektrische Installationen — Schlecht abgeschirmte Kabel, fehlerhafte Erdung, Schalthandlungen in Stromnetzen können transiente Störimpulse erzeugen.
-
Natürliche Quellen — Blitzentladungen und (in geringem Maße) kosmische Strahlung.
Elektromagnetische Störstrahlung breitet sich über die Luft aus, aber auch entlang metallischer Leiter: Kabel, Heizungsrohre, Klimakanäle und Wasserleitungen können als Antennen wirken und Störenergie in entfernte Bereiche des Gebäudes transportieren.
Praxisbeispiele
Frequenzumrichter stört Netzwerk. Ein Produktionsbetrieb installiert einen neuen Frequenzumrichter für einen Elektromotor. Die Netzwerkkabel zum benachbarten Bürobereich verlaufen parallel zum Stromkabel des Umrichters. Ab dem Einschalten des neuen Motors treten intermittierende Netzwerkfehler auf: Pakete gehen verloren, Verbindungen brechen ab. Die Ursache — elektromagnetische Einstreuung vom Frequenzumrichter in die ungeschirmten Netzwerkkabel — wird erst nach wochenlanger Fehlersuche identifiziert.
Schweißarbeiten neben dem Serverraum. Bei Umbauarbeiten in einer Produktionshalle wird direkt neben dem Serverraum geschweißt. Die elektrischen Lichtbögen erzeugen starke elektromagnetische Impulse. Während der Schweißarbeiten zeigen mehrere Server sporadische Fehler und Neustarts. Die Sicherheitsschaltungen der Netzteile lösen teilweise aus. Erst als ein Zusammenhang zwischen den Schweißzeitfenstern und den Serverausfällen hergestellt wird, werden die Arbeiten verlegt.
Funksender stört WLAN. Ein Nachbarbetrieb installiert eine leistungsstarke Funkanlage. Die Sendefrequenz liegt nahe am 2,4-GHz-Band des WLAN. Im eigenen Büro wird die WLAN-Verbindung unzuverlässig: häufige Abbrüche, niedrige Durchsatzraten, Verbindungsprobleme bei Videokonferenzen. Der Umstieg auf das 5-GHz-Band löst das Problem, aber bis die Ursache gefunden wird, vergehen zwei Wochen mit eingeschränkter Produktivität.
Relevante Kontrollen
Die folgenden ISO-27001-Kontrollen wirken dieser Gefährdung entgegen. (Die vollständige Liste der 2 zugeordneten Kontrollen findest du unten im Abschnitt „Abdeckende ISO-27001-Kontrollen”.)
Prävention:
- A.7.12 — Verkabelungssicherheit: Geschirmte Kabel, getrennte Leitungsführung für Strom- und Datenkabel, Schutz vor elektromagnetischer Einstreuung.
- A.7.11 — Versorgungseinrichtungen: Überspannungsschutz und Filterung der Stromversorgung als Schutz gegen leitungsgebundene Störungen.
BSI IT-Grundschutz
G 0.12 verknüpft der BSI-Grundschutzkatalog mit den folgenden Bausteinen:
- INF.12 (Verkabelung) — Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit der Gebäudeverkabelung, Abschirmung und Leitungstrennung.
- IND.2.1 (Allgemeine ICS-Komponente) — EMV-Anforderungen für industrielle Steuerungssysteme, die besonders empfindlich auf Störstrahlung reagieren.
- INF.2 (Rechenzentrum sowie Serverraum) — EMV-Schutzmaßnahmen für Räume mit hoher IT-Konzentration.
Quellen
- BSI: Die Lage der IT-Sicherheit in Deutschland — Jahreslagebericht mit aktuellen Bedrohungsstatistiken
- BSI IT-Grundschutz: Elementare Gefährdungen, G 0.12 — Originalbeschreibung der elementaren Gefährdung
- ISO/IEC 27002:2022 Abschnitt 7.12 — Umsetzungshinweise zur Verkabelungssicherheit