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3 Beiträge
Innovation durch Forschung
Technik, Mensch und Leidenschaft verbindet Mixed Mode auch in ihren Forschungsprojekten. Neben der intensiven Zusammenarbeit mit nationalen Hochschulen und Unternehmen beteiligt sich Mixed Mode als Innovationsträger an Forschungsprojekten mit hoher internationaler Bedeutung. Mit Schwerpunkten auf Embedded Systems, Sicherheit und Medizin setzen wir dabei neue Maßstäbe für die technologischen Entwicklungen der kommenden Jahre.
Die Projekte werden vom Bund, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung und der EU-Kommission getragen. Unter dem Leitgedanken der gezielten Koordination und Förderung von Forschung und Entwicklung entstehen dabei zukunftsträchtige Projekte, auch auf internationalem Parkett.
Durch die Mitgliedschaft in der ARTEMIS Association und Teilnahme an den Programmen international EU_ECSEL als Teil von Horizon2020, national BMBF IKT2020, IT-Sicherheit und KMU-Innovativ, BMWi SmartServiceWelt II und bayrisch im Programm der bayrischen Forschungsstiftung leistet Mixed Mode wichtige Beiträge in der Entwicklung und im Know-how-Aufbau von Zukunftstechnologien.
Aktuelle Forschungsprojekte:
CONNECT
Laufzeit 2017 bis 2020
(Innovative smart components, modules and appliances for a truly connected, efficient and secure smart grid)
Inhalte
Entwicklung von Konzepten, Technologien und Komponenten, welche die Integration von erneuerbaren Energiequellen und -speichern, kombiniert mit einem intelligenten Energiemanagement ermöglichen. Dies soll den Bedarf der Primärenergie sowie der CO2-Emissionen reduzieren und eine dezentrale Energieinfrastruktur vorantreiben. Beitrag von Mixed Mode
Erforschung von Security für sichere Kommunikation im Smart Grid, sowie der Sicherheit in Wireless Sensor Networks mittels „Software-Defined Networking“ Technologien und dem zentralen Kommunikations-Hub. Demonstrator
Als Teilergebnis wurde ein Demonstrator zur Veranschaulichung sicherer Kommunikation für IoT Devices mittels Hardwaresicherheitsmodul erstellt. Dieser basiert auf einem XMC4500 Relax Kit und dem Secure Element OPTIGA™ Trust X von Infineon sowie einem Raspberry Pi3 mit dem Secure Element A71CH von NXP. In der Demonstration werden Sensordaten über eine DTLS v1.2 Verbindung übertragen.
MiBZ
Laufzeit 2016 bis 2018
(Multifunktionale intelligente Batterie-Zelle)
Inhalte
Erforschung und Entwicklung einer Lithium-Ionen Zelle, die einerseits für die Massenproduktion geeignet ist, aber durch ihre Zellchemie und die eingebaute „Intelligenz“ in Form von Sensoren und eines Zellpasses sowohl für Fahrzeuge als auch für stationäre Anwendungen einsetzbar ist. Beitrag von Mixed Mode
Entwicklung und Demonstration der „Intelligenz“ der Zelle und Integration von Sicherheitsmaßnahmen mit dem digitalen Zellpass als Unterauftragnehmer der Infineon Technologies AG. Demonstrator
Es wurde mit den Konsortiumspartnern ein Demonstrator zur Verdeutlichung der Kommunikation im Batteriesystem entwickelt. Hierbei werden die Batteriedaten der einzelnen Zellen über einen kapazitiv gekoppelten Ringbus an die Battery Control Unit gesendet. Eine intelligente Batteriezelle besteht aus der Batteriezelle und einer Platine, die Kommunikations- und Messaufgaben übernimmt. Hier werden Druck, Strom, Spannung und Temperatur erfasst. Im Zellpass können Informationen wie z.B. die Messwerte über die einzelne Batteriezelle gesichert gespeichert und später ausgelesen werden. Mit diesen Informationen kann entschieden werden, wie die Batteriezellen nach ihrer ersten Verwendung im Fahrzeug weiterverwendet werden können.
SECREC
Laufzeit 2017 bis 2019
(SECurity by REConfiguration – Physikalische Sicherheit durch dynamische Hardware-Rekonfiguration)
Inhalte
Ziel von SecRec ist es, Techniken zu entwickeln, die die Implementierung kryptographischer Verfahren auf FPGAs als Gegenmaßnahme insbesondere gegenüber physikalischen Angriffen dynamisch im Betrieb anpassen, ohne dabei deren grundlegende Funktion zu stören oder gar zu verändern. Beitrag von Mixed Mode
Die Rolle von Mixed Mode im Projekt umfasst die Entwicklung eines Demonstrators für Modellsimulationsumgebungen. Außerdem untersucht Mixed Mode die Möglichkeit, die Techniken zum Schutz generischer FPGA-basierter IP-Komponenten als (automatisierbare) Dienstleistung anzubieten und unterstützt die Skalierung der Sicherheitslösungen der definierten Sicherheitsvorgaben.
SecForCARs
Laufzeit 2018 bis 2021
(Security For Connected, Autonomous caRs)
Inhalte
Ziel des Projektes ist es, Methoden, Verfahren und Werkzeuge zur Absicherung der kritischen Fahrzeugkommunikation zu erforschen. Im Fokus stehen dabei die im Fahrzeug verteilten Regelkreise, die vom Sensor über die in den Steuergeräten zu verarbeitenden Daten bis zu den Aktoren wie Lenkung oder Bremse führen. Die funktionale Fahrzeugarchitektur soll dabei um neue, innovative Sicherheitsmechanismen erweitert werden, die Angriffe auf die Regelkreise deutlich erschweren. Beitrag von Mixed Mode
Die Rolle von Mixed Mode im Projekt umfasst die Entwicklung eines Demonstrators für Modellsimulationsumgebungen. Außerdem untersucht Mixed Mode die Möglichkeit, die Techniken zum Schutz generischer FPGA-basierter IP-Komponenten als (automatisierbare) Dienstleistung anzubieten und unterstützt die Skalierung der Sicherheitslösungen der definierten Sicherheitsvorgaben.
SIMPL
Laufzeit 2018 bis 2021
(Secure Internet of Things Management PLatform)
Inhalte
Um die Sicherheit in großen, dynamischen und heterogenen Systemen zu verbessern, soll ein Sicherheitsframework entwickelt werden, welches den Einsatz von Blockchains im Bereich des IoT ermöglichen soll. Weiterhin soll der Einsatz von Sicherheitstechnologien in einem unabhängigen Security-Layer ermöglicht werden, in dem die Kompatibilität mit bestehenden Kommunikationsprotokollen erhalten bleibt. Dieses Sicherheitsframework bildet zusammen mit den entwickelten Plug-Ins den Hauptteil des Projekts, eine sichere IoT Management Platform (SIMPL). Beitrag von Mixed Mode
Entwicklung von Security-Funktionen für die Blockchain und Anpassung der Blockchain zur Verwaltung der Kommunikationsteilnehmer im IoT-Netzwerk. Basierend auf diesen Implementierungen wird ein Demonstrator für das Szenario „Capacity Sharing bei der Fertigung“ entwickelt.
MBatt
Laufzeit 2017 bis 2019
(Multilevelumrichter für Batteriespeichersysteme)
Inhalte
Erforschung einer neuartigen und effizienten Umrichtertechnologie für Batteriespeichersysteme – die Multilevel-Stromrichtertechnik. Als Vorteil zu herkömmlichen Techniken ist hierbei zu sehen, dass geringe Gleichstromspannungen mit niedriger Frequenz geschaltet werden, sodass der Filteraufwand sowie Umwandlungsverluste verringert werden und kostengünstige Schaltelemente eingesetzt werden können.Beitrag von Mixed Mode
Spezifikation und Entwicklung eines Embedded Echtzeit Systems für innovative Umrichter Regelalgorithmen.
ETIBLOGG
Laufzeit 2018 bis 2021
(Energy Trading vIa Blockchain-Technology in the LOcal Green Grid)
Inhalte
Das auf drei Jahre ausgelegte Projekt ETIBLOGG wird sich mit der Entwicklung von Techniken beschäftigen, welche die Transaktionskosten im Energiehandel senken sollen. Dabei soll die hierarchische Ausgestaltung der heutigen Energiewirtschaft durch automatisierte Marktmechanismen ergänzt und teilweise ersetzt werden. Es steht dabei im Fokus, die Energieerzeugung und -bedarf sowie die resultierende Flexibilität in Echtzeit messen zu können. Zudem soll ein Markt für den Handel mit Flexibilität in regionalen Netzen geschaffen werden. Beitrag von Mixed Mode
Die Rolle von Mixed Mode umfasst einerseits das Design und die Implementierung von, an industrienahe Embedded-Geräte angepasste, Blockchain-Devices in einem lokalen Energienetz. Zudem sind die Analyse der Systemdynamik und das Echtzeitverhalten der Blockchain-Technologie als Marktplattform für das Energiemanagement in einem lokalen DC-Microgrid von besonderer Bedeutung. Demonstrator
Der Prototyp besteht aus untereinander verschalteten Batteriesystemen, die untereinander Peer-to-Peer-Handel durchführen und somit eine Abstraktion, z.B. eines Dorfes oder Einkaufszentrum darstellt. In dem Projekt werden nach dem ersten Jahr ein erster Prototyp mit statischen Lastkurven und Anlagenkonfigurationen sowie eine unabhängige Testumgebung entwickelt. Bis zum Projektende wird der Demonstrator durch Blockchain-Devices und dynamische Konfigurationen erweitert.
------------------- Weitere Informationen, auch zu bereits abgeschlossenen Forschungsprojekten, erhalten Sie in unserem Forschungsprojekt-Flyer.
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Aktuelle Forschungsprojekte:
CONNECT
Laufzeit 2017 bis 2020
(Innovative smart components, modules and appliances for a truly connected, efficient and secure smart grid)
Inhalte
Entwicklung von Konzepten, Technologien und Komponenten, welche die Integration von erneuerbaren Energiequellen und -speichern, kombiniert mit einem intelligenten Energiemanagement ermöglichen. Dies soll den Bedarf der Primärenergie sowie der CO2-Emissionen reduzieren und eine dezentrale Energieinfrastruktur vorantreiben. Beitrag von Mixed Mode
Erforschung von Security für sichere Kommunikation im Smart Grid, sowie der Sicherheit in Wireless Sensor Networks mittels „Software-Defined Networking“ Technologien und dem zentralen Kommunikations-Hub. Demonstrator
Als Teilergebnis wurde ein Demonstrator zur Veranschaulichung sicherer Kommunikation für IoT Devices mittels Hardwaresicherheitsmodul erstellt. Dieser basiert auf einem XMC4500 Relax Kit und dem Secure Element OPTIGA™ Trust X von Infineon sowie einem Raspberry Pi3 mit dem Secure Element A71CH von NXP. In der Demonstration werden Sensordaten über eine DTLS v1.2 Verbindung übertragen.
MiBZ
Laufzeit 2016 bis 2018
(Multifunktionale intelligente Batterie-Zelle)
Inhalte
Erforschung und Entwicklung einer Lithium-Ionen Zelle, die einerseits für die Massenproduktion geeignet ist, aber durch ihre Zellchemie und die eingebaute „Intelligenz“ in Form von Sensoren und eines Zellpasses sowohl für Fahrzeuge als auch für stationäre Anwendungen einsetzbar ist. Beitrag von Mixed Mode
Entwicklung und Demonstration der „Intelligenz“ der Zelle und Integration von Sicherheitsmaßnahmen mit dem digitalen Zellpass als Unterauftragnehmer der Infineon Technologies AG. Demonstrator
Es wurde mit den Konsortiumspartnern ein Demonstrator zur Verdeutlichung der Kommunikation im Batteriesystem entwickelt. Hierbei werden die Batteriedaten der einzelnen Zellen über einen kapazitiv gekoppelten Ringbus an die Battery Control Unit gesendet. Eine intelligente Batteriezelle besteht aus der Batteriezelle und einer Platine, die Kommunikations- und Messaufgaben übernimmt. Hier werden Druck, Strom, Spannung und Temperatur erfasst. Im Zellpass können Informationen wie z.B. die Messwerte über die einzelne Batteriezelle gesichert gespeichert und später ausgelesen werden. Mit diesen Informationen kann entschieden werden, wie die Batteriezellen nach ihrer ersten Verwendung im Fahrzeug weiterverwendet werden können.
SECREC
Laufzeit 2017 bis 2019
(SECurity by REConfiguration – Physikalische Sicherheit durch dynamische Hardware-Rekonfiguration)
Inhalte
Ziel von SecRec ist es, Techniken zu entwickeln, die die Implementierung kryptographischer Verfahren auf FPGAs als Gegenmaßnahme insbesondere gegenüber physikalischen Angriffen dynamisch im Betrieb anpassen, ohne dabei deren grundlegende Funktion zu stören oder gar zu verändern. Beitrag von Mixed Mode
Die Rolle von Mixed Mode im Projekt umfasst die Entwicklung eines Demonstrators für Modellsimulationsumgebungen. Außerdem untersucht Mixed Mode die Möglichkeit, die Techniken zum Schutz generischer FPGA-basierter IP-Komponenten als (automatisierbare) Dienstleistung anzubieten und unterstützt die Skalierung der Sicherheitslösungen der definierten Sicherheitsvorgaben.
SecForCARs
Laufzeit 2018 bis 2021
(Security For Connected, Autonomous caRs)
Inhalte
Ziel des Projektes ist es, Methoden, Verfahren und Werkzeuge zur Absicherung der kritischen Fahrzeugkommunikation zu erforschen. Im Fokus stehen dabei die im Fahrzeug verteilten Regelkreise, die vom Sensor über die in den Steuergeräten zu verarbeitenden Daten bis zu den Aktoren wie Lenkung oder Bremse führen. Die funktionale Fahrzeugarchitektur soll dabei um neue, innovative Sicherheitsmechanismen erweitert werden, die Angriffe auf die Regelkreise deutlich erschweren. Beitrag von Mixed Mode
Die Rolle von Mixed Mode im Projekt umfasst die Entwicklung eines Demonstrators für Modellsimulationsumgebungen. Außerdem untersucht Mixed Mode die Möglichkeit, die Techniken zum Schutz generischer FPGA-basierter IP-Komponenten als (automatisierbare) Dienstleistung anzubieten und unterstützt die Skalierung der Sicherheitslösungen der definierten Sicherheitsvorgaben.
SIMPL
Laufzeit 2018 bis 2021
(Secure Internet of Things Management PLatform)
Inhalte
Um die Sicherheit in großen, dynamischen und heterogenen Systemen zu verbessern, soll ein Sicherheitsframework entwickelt werden, welches den Einsatz von Blockchains im Bereich des IoT ermöglichen soll. Weiterhin soll der Einsatz von Sicherheitstechnologien in einem unabhängigen Security-Layer ermöglicht werden, in dem die Kompatibilität mit bestehenden Kommunikationsprotokollen erhalten bleibt. Dieses Sicherheitsframework bildet zusammen mit den entwickelten Plug-Ins den Hauptteil des Projekts, eine sichere IoT Management Platform (SIMPL). Beitrag von Mixed Mode
Entwicklung von Security-Funktionen für die Blockchain und Anpassung der Blockchain zur Verwaltung der Kommunikationsteilnehmer im IoT-Netzwerk. Basierend auf diesen Implementierungen wird ein Demonstrator für das Szenario „Capacity Sharing bei der Fertigung“ entwickelt.
MBatt
Laufzeit 2017 bis 2019
(Multilevelumrichter für Batteriespeichersysteme)
Inhalte
Erforschung einer neuartigen und effizienten Umrichtertechnologie für Batteriespeichersysteme – die Multilevel-Stromrichtertechnik. Als Vorteil zu herkömmlichen Techniken ist hierbei zu sehen, dass geringe Gleichstromspannungen mit niedriger Frequenz geschaltet werden, sodass der Filteraufwand sowie Umwandlungsverluste verringert werden und kostengünstige Schaltelemente eingesetzt werden können.Beitrag von Mixed Mode
Spezifikation und Entwicklung eines Embedded Echtzeit Systems für innovative Umrichter Regelalgorithmen.
ETIBLOGG
Laufzeit 2018 bis 2021
(Energy Trading vIa Blockchain-Technology in the LOcal Green Grid)
Inhalte
Das auf drei Jahre ausgelegte Projekt ETIBLOGG wird sich mit der Entwicklung von Techniken beschäftigen, welche die Transaktionskosten im Energiehandel senken sollen. Dabei soll die hierarchische Ausgestaltung der heutigen Energiewirtschaft durch automatisierte Marktmechanismen ergänzt und teilweise ersetzt werden. Es steht dabei im Fokus, die Energieerzeugung und -bedarf sowie die resultierende Flexibilität in Echtzeit messen zu können. Zudem soll ein Markt für den Handel mit Flexibilität in regionalen Netzen geschaffen werden. Beitrag von Mixed Mode
Die Rolle von Mixed Mode umfasst einerseits das Design und die Implementierung von, an industrienahe Embedded-Geräte angepasste, Blockchain-Devices in einem lokalen Energienetz. Zudem sind die Analyse der Systemdynamik und das Echtzeitverhalten der Blockchain-Technologie als Marktplattform für das Energiemanagement in einem lokalen DC-Microgrid von besonderer Bedeutung. Demonstrator
Der Prototyp besteht aus untereinander verschalteten Batteriesystemen, die untereinander Peer-to-Peer-Handel durchführen und somit eine Abstraktion, z.B. eines Dorfes oder Einkaufszentrum darstellt. In dem Projekt werden nach dem ersten Jahr ein erster Prototyp mit statischen Lastkurven und Anlagenkonfigurationen sowie eine unabhängige Testumgebung entwickelt. Bis zum Projektende wird der Demonstrator durch Blockchain-Devices und dynamische Konfigurationen erweitert.
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03.12.2018
/ Embedded Security / IoT / News / Tech
MBatt – Multilevel-Umrichter für Batteriespeichersysteme
Die Bayerische Forschungsstiftung hat über das Projekt "MBatt – Multilevel-Umrichter für Batteriespeichersysteme" berichtet, an dem Mixed Mode mitwirkt. Ziel des Projekts MBatt ist die Erforschung einer neuartigen, hocheffizienten Umrichtertechnologie für Batteriespeichersysteme – der Multilevel-Stromrichtertechnik.
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In heutigen Batteriespeichersystemen werden häufig Wechselrichter eingesetzt, die auf B6-Brücken basieren. Das dortige Schalten großer DC-Spannungen mit hohen Frequenzen mit anschließender Filterung erfordert nicht nur die Verwendung von entsprechend spannungsfesten Bauteilen, sondern führt auch zu Verlusten. Die Wirkungsgrade sind dadurch sowohl im Lade- als auch Entladebetrieb auf Werte von etwa 97 % limitiert.
Aus diesem Grund adressiert das Projekt "MBatt" die weitergehende Erforschung einer völlig neuartigen, hocheffizienten Umrichtertechnologie für Batteriespeichersysteme – der Multilevel-Stromrichtertechnik. Der große Vorteil dieser Technologie im Vergleich zu konventionellen Umrichtern besteht darin, dass lediglich geringe DC-Spannungen stufenweise mit niedriger Frequenz geschaltet werden, was die Umwandlungsverluste sowie den Filteraufwand verringert und zu einem hohen Wirkungsgrad von bis zu 99,4 % führt. Ziel ist es insbesondere, den Reifegrad der Multilevel-Umrichtertechnologie hinsichtlich Sicherheit und Performance zu verbessern und die Tauglichkeit anhand anwendungsnaher Funktionsmuster nachzuweisen.
Das Projekt gliedert sich in vier Arbeitspakete. Der Projektplan sieht zu Beginn eine Anforderungsanalyse vor, gefolgt von der Erstellung einer Systemspezifikation unter Betrachtung von Systemgrenzen. Mit der Unterstützung von Simulationen erfolgen die Auswahl der Systemarchitektur, die Auslegung der Hardware sowie die Implementierung einer geeigneten Regelung und Betriebsführung. Die Validierung wird mithilfe eines Demonstratoraufbaus vorgenommen. Die Projektlaufzeit beträgt zwei Jahre.
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20.08.2018
/ Embedded Security / Tech
Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft
Forschungsverbund „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs)" entwickelt neue Ansätze. Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs)" wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.
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Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und Spurhalteassistenten. Gleichzeitig arbeitet die Automobilindustrie an vollständig vernetzten und automatisierten Modellen, deren Elektronikarchitektur sich deutlich von der bisheriger Fahrzeuge unterscheiden wird. Sie muss viel mehr Daten in viel kürzerer Zeit erfassen und zuverlässig verarbeiten. Und sie soll alle Fahrfunktionen direkt steuern können. Somit steigen auch die Sicherheitsanforderungen.
Mit seinem Fokus auf selbstfahrende Autos hebt sich SecForCARs deutlich von bisherigen Forschungs-Initiativen zur IT-Sicherheit im Automobil ab. Vernetzte Autos bieten beim automatisierten Fahren potenziell viele Vorteile. Zum Beispiel erhöht sich die Sicherheit, wenn sie sich untereinander vor Straßenschäden oder Glatteis warnen. Gleichzeitig muss jedoch die Bordelektronik vor Angriffen von außen geschützt sein. Hierfür wollen die Projektpartner neue Mechanismen erforschen und evaluieren.
SecForCARs betrachtet ein breites Spektrum an Fragen. Wie lassen sich vernetzte und automatisierte Fahrzeuge sicherer entwickeln? Wie testet man solche Fahrzeuge auf Sicherheitslücken? Wie erreichen Automobilhersteller und Technologiepartner, dass nachträglich auftretende Lücken schnellstmöglich geschlossen werden?
Das Projekt bringt Experten aus der IT-Sicherheit und dem automatisierten Fahren zusammen. Als Automobilhersteller sind die Volkswagen AG und die AUDI AG beteiligt. Die Zulieferindustrie ist durch die Infineon Technologies AG und die Robert Bosch GmbH vertreten. Die ESCRYPT GmbH, die Itemis AG, die Mixed Mode GmbH und die SCHUTZWERK GmbH repräsentieren Tool-Hersteller und die Security-Industrie. Ausgewählte Forschungsinstitute, Universitäten und Hochschulen stellen den Transfer aktueller Forschungsergebnisse in das Projekt sicher. Hierzu zählen die Universität Ulm, die Technischen Universitäten Braunschweig und München, die Freie Universität Berlin, die Hochschule Karlsruhe sowie die Fraunhofer-Institute AISEC und IEM. SecForCARs läuft bis März 2021.
Gemeinsame Pressemitteilung von AUDI AG, ESCRYPT GmbH, Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit (AISEC), Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik (IEM), Freie Universität Berlin, Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft, Infineon Technologies AG, Itemis AG, Mixed Mode GmbH, Robert Bosch GmbH, SCHUTZWERK GmbH, Technischen Universität Braunschweig, Technische Universität München, Universität Ulm, Volkswagen AG (assoziierter Partner)
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11.06.2018
/ Embedded Security / Tech
