Das deutsche Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, kurz BSI, und andere IT-Spezialisten vermuten russische Hacker hinter dem Angriff. Bis ins Detail aufgeklärt ist der Vorfall auch zwei Jahre später immer noch nicht.

Der Cyberangriff gilt in seinem Ausmaß als beispiellos. Die Angreifer führten nicht nur den Ukrainern, sondern der gesamten Welt vor Augen, wie verwundbar vernetzte Systeme sein können.

Besonders gefährdet sind Energiekonzerne, Wasserwerke, Krankenhäuser, Banken und Flughäfen. Auch Kontrollzentren im Schienenverkehr und die Telekommunikation stehen im Fokus. Fachleute sprechen von kritischen Infrastrukturen. Durch den Schaden, den eine massive Attacke dort hätte, können sie politische Gegner ebenso anlocken wie Terroristen und andere Kriminelle, die mit Erpressung Geld machen wollen.

Wie schützen sich Unternehmen, etwa die Deutsche Bahn und die Deutsche Flugsicherung, vor Attacken gegen ihre Rechnernetze? Und falls es tatsächlich zum Alptraum-Szenario kommen sollte, welche Notfallmaßnahmen entwickeln Forscher?

Aus Sicht vieler Unternehmen bedeutet die digitale Vernetzung Chance und Risiko zugleich. "Jedem muss bewusst sein: Wenn ich digitalisiere, öffne ich ein Einfalltor für Angreifer", sagt Professor Stefan Katzenbeisser vom Computer Science Department der Technischen Universität (TU) Darmstadt. Auch ohne gezielte Schläge gebe es eine Art Grundrauschen automatisierter Angriffe, einen flächendeckenden Beschuss mit Virenprogrammen und Phishing-Mails.

Darmstadt gilt als eine Hochburg für IT-Sicherheit. Manch einer nennt die südhessische Stadt in Anlehnung an das kalifornische Silicon Valley sogar "Security Valley". Tatsächlich arbeiten hier Hunderte Experten im Bereich Cybersicherheit.

So auch Matthias Schulz. Der wissenschaftliche Mitarbeiter der TU steht unter einer silbergrauen Plane und schaut gebannt auf sein Smartphone. Das behelfsmäßige Zelt ist in der Ecke eines Büroraums aufgespannt. Was aussieht wie eine selbstgebaute Kinderhöhle, ist eine Konstruktion, die der Forschung dient. Ähnlich wie bei Strom in einem Faradayschen Käfig ist man darin gegen Funksignale abgeschottet.

Schulz' Kollegen beschäftigen sich mit der Frage, was es bedeutet, wenn kritische Infrastrukturen nicht mehr funktionieren. Im Falle einer Katastrophe würden schnell auch die Kommunikationsnetze ausfallen, zumindest die in den privaten Händen, erläutern sie.

Deshalb haben die Wissenschaftler mit der Uni Kassel, dem Bundesamt für Bevölkerungsschutz und dem Bundesforschungsministerium die App "Smarter" entwickelt. Über solch ein System kann künftig vielleicht in Krisenlagen kommuniziert werden, wenn das Mobilfunknetz zusammengebrochen ist und es keine Internetverbindung gibt.

Wie das funktioniert? Ähnlich wie bei Funkgeräten. Über den WLAN-Chip verbindet sich das Telefon mit einem anderen Smartphone, auf dem die App geladen ist. Dieses vernetzt sich mit weiteren Geräten im Umfeld. "Im freien Feld bekommen wir Reichweiten von 250 Metern von Smartphone zu Smartphone hin", erläutert Schulz. Über dieses Ad-hoc-Netz können digitale Hilferufe oder Lebenszeichen bei jedem Funkkontakt zweier Telefone weitergeleitet werden, bis sie das Zielgerät erreichen.

"Denkbar ist auch, dass wir mit Hilfe von Drohnen bei Katastrophen Ad-Hoc-Luftbrücken bauen, etwa um zwischen Teilnehmern, die voneinander abgeschnitten sind, wieder eine Kommunikation herzustellen. Oder auch um sich ein Bild von der Lage vor Ort zu machen", berichtet Schulz über das Forschungsprojekt namens "Nicer".

Hier kommt Stefan Kohlbrecher ins Spiel, der an der TU im Bereich Robotics forscht. Mit seinem Team entwickelt er autonom operierende Roboter. "Stellen wir uns vor, es gibt in einem Kraftwerk ein Problem und die Kommunikation bricht zusammen. Dann könnten die Rettungskräfte ihr eigenes Kommunikationsnetzwerk aufbauen, indem sie eine Drohne hinschicken, die Daten einsammelt und diese wieder in der Kommandozentrale ablädt", sagt er.

Während sich die Darmstädter Forscher mit Worst-Case-Szenarien befassen, versuchen die Unternehmen zu verhindern, dass es überhaupt soweit kommt. Besuch bei der Deutschen Flugsicherung, der DFS, in Langen. Auf dem Campus, wenige Kilometer von Darmstadt entfernt, gelten erhöhte Sicherheitsmaßnahmen.

Auf dem Gelände befindet sich eine von vier DFS-Kontrollzentralen in Deutschland. Dort und im Tower an 16 Flughäfen sind die rund 2000 DFS-Lotsen im Einsatz. Täglich überwachen sie bis zu 10.000 Flüge im deutschen Luftraum. Unterstützt werden sie von einem komplexen Radar- und Computersystem. Wie sicher ist ihre Technik vor Hacker-Angriffen?

"Die absolute Sicherheit gibt es nie. Aber dass jemand von außen hineinkommt, ist schon sehr unwahrscheinlich", sagt ein DFS-Experte. Das operative System sei von der Außenwelt abgeriegelt. Über das geschlossene Netz werden Fluginformationen und Radardaten übertragen. Es sei streng getrennt von dem Netz für die Bürokommunikation.

In der Kontrollzentrale, deren Gebäude ein eigenes Heizsystem und eine eigene Stromversorgung besitzt, gilt eine besondere digitale Schutzklasse. "Wir nennen es Schalenmodell", erläutert der Experte.

Es gebe mehrere Lagen von Firewall-Ringen. "Durch die muss ein Angreifer erstmal durch, bis er an den Kern unseres operativen Geschäfts käme." Bislang sei erst eine Attacke registriert worden. Im Herbst habe ein Angreifer mit chinesischer Adresse versucht, einzudringen. Er sei aber schon an der ersten Schicht gescheitert.

Wenn jemand überhaupt zuschlagen kann, dann wohl als "Innentäter". Doch auch hier wird vorgesorgt. Von den insgesamt 5400 DFS-Mitarbeitern sind mehr als ein Drittel sicherheitsüberprüft vom Bundesamt für Verfassungsschutz. Die restlichen Kollegen, die in weniger kritischen Bereichen arbeiten, werden auch gecheckt, allerdings nicht ganz so streng.

An der fortschreitenden digitalen Vernetzung führt für die Luftraumüberwacher kein Weg vorbei. Auch wenn neue Gefahren drohen. Denn mit der analogen Punkt-zu-Punkt-Verbindung, über die die Kontrollzentren früher mit den Radaranlagen verbunden waren, ist der angestiegene Luftverkehr nicht mehr zu bewältigen. Dabei ist man sich in Langen sicher: "Die gezielten Hackerangriffe werden zunehmen."

Zurück in Darmstadt. Hinter dem Hauptbahnhof liegt das sogenannte Eisenbahnbetriebsfeld. Der Anblick ließe wohl das Herz jedes Modellbahnfans höher schlagen. Die Simulationsanlage stellt den komplexen Bahnbetrieb im Kleinen dar, und das schon seit mehr als 100 Jahren. Zu sehen gibt es Bahnübergänge, Signale und vier Generationen von Stellwerksanlagen. Hier werden Sicherheitstests durchgeführt - und künftig sollen auch Cyberattacken durchgespielt werden.

Die Bahn plant ein großes Digitalisierungsprogramm. So soll das Stellwerksystem vernetzt und die Zug-zu-Zug-Kommunikation ausgebaut werden. Ein Ziel ist, die Abstände zwischen den Zügen zu verringern und mehr Züge auf die Strecke zu bringen.

Christian Schlehuber, Teamleiter Cybersecurity bei der DB Netz AG, sagt zu potenziellen Gefahren: "Alles, was man sich vorstellen kann, ist prinzipiell möglich." Also von Verspätungen bis zum absichtlichen Herbeiführen von Unfällen. "Eine hundertprozentige Sicherheit gibt es nie. Aber man muss zumindest sagen können "Wir haben das getan, was möglich war"."

Für den Modernisierungsprozess hat sich die DB Netz AG Unterstützung von Experten gesucht. "Viele kritische Infrastrukturen sind noch immer nicht digital, die analogen Strukturen teils Jahrzehnte alt", erläutert Professor Christoph Krauß vom Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie - und rät: "Bei der Modernisierung muss von Anfang an der Faktor IT-Sicherheit an erster Stelle stehen."

Gemeinsam mit Fraunhofer, der TU und der Technikfirma Sysgo AG soll nun ein Sicherheitskonzept für die Bahn erstellt werden. "Es geht beispielsweise darum, die Kommunikation abzusichern, dass ein Angreifer keine Manipulationen durchführt und etwa eine 1 in eine 0 ändert und ein falsches Steuersignal herbeiführt", sagt Krauß.

Und wie wahrscheinlich ist es, dass ein wohl politisch motivierter Angriff wie in der Ukraine auch Deutschland trifft? "Die Ukraine war für die Russen ein Testfeld. Dort haben sie geübt, die kritische Infrastruktur eines Landes an den Boden zu bringen", sagt ein renommierter IT-Sicherheitsexperte, der nicht namentlich genannt werden will. Mit Kollegen beobachtet er europaweit bei kritischen Infrastrukturen immer wieder Angriffe, die "sehr russisch aussehen".

Und: Es wird viel indirekt agiert. Die Hacker greifen also nicht das Unternehmen selbst an, sondern einen kleineren Dienstleister. Dann verwenden sie beispielsweise dessen Mailprogramm, um präparierte Dokumente an das eigentliche Ziel zu schicken.

"Die Angreifer testen aus, wie weit sie kommen. Sie schauen sich um, zerstören aber nichts und ziehen sich wieder zurück." Das Problem: Solche Attacken würden schnell übersehen. Dabei könnten die Hacker Unmengen von Informationen sammeln, um einen Konzern lahmzulegen.

Sie verfolgen nach Ansicht des Experten eine Vorbereitungsstrategie: "Wenn es zu einer Auseinandersetzung kommt, können sie ganz schnell ganz viel Schaden anrichten. Das ist die logische Weiterentwicklung der Erfolge, die sie in der Ukraine hatten."