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Gemäß Gartner werden 45 % der Unternehmen weltweit bis zum Jahr 2025 Cyber-Angriffe erleiden. Derzeit findet alle 39 Sekunden ein Cyberangriff statt. Angesichts der zunehmenden Anzahl und Komplexität von Angriffen ist die Protokollierung von Informationssystemen eine zentrale Säule der Cybersicherheit. Durch die Protokollierung kann auf Sicherheitsvorfälle reagiert, aber auch auf sie vorbereitet und ihnen vorgebeugt werden.

Globale Navigationssatellitensysteme (Englisch: Global Navigation Satellite System oder GNSS) bestehen aus einer Satellitenkonstellation, die im Weltraum stationiert ist. Ihr Ziel ist es, genaue Informationen über Position und Zeit an Empfänger auf der Erde zu liefern. Dies ermöglicht die Bereitstellung von Daten zur Positionierung, Navigation und Zeitsynchronisation (Englisch: PNT für Positioning, Navigation, Timing).

Im Jahr 2025 tritt eine neue Richtlinie zur Cybersicherheit (NIS 2) in Kraft. Dieser europaweit geltende Text verspricht eine Verschärfung der Auflagen für Unternehmen mit neuen Anforderungen an den Datenschutz und die Einhaltung von Vorschriften. Eine der Neuheiten der Richtlinie zur Netz- und Informationssicherheit (NIS2) ist die Ausweitung des Anwendungsbereichs auf mehrere tausend Einrichtungen und schätzungsweise 160.000 Institutionen in Europa. Angesichts der zunehmenden Cyberkriminalität zielt diese neue Regelung darauf ab, den Schutz von Informationssystemen, Computernetzen und Daten zu verbessern.

Über die Zeitanzeige hinaus muss ein Flughafen eine zuverlässige, genaue und sichere Uhrzeit an alle Systeme und Anlagen der unterschiedlichen Flughafen-Terminals übertragen.

Eine genaue Zeit gestattet es, Abläufe auf dem Flughafen zu koordinieren, Abflüge und Ankünfte abzustimmen, Verspätungen vorherzusehen usw. Daher muss für alle Systeme im IT-Netz (Uhren, Computer, Ticketschalter, Videoüberwachungsanlagen) dieselbe Zeitreferenz verwendet werden, damit sie synchron arbeiten. Um dieser Anforderung nach höchster Zuverlässigkeit und ständiger Verfügbarkeit von Zeitinformationen gerecht zu werden, statten Flughäfen ihren Tower und ihren Flughafenleitstand mit extrem präzisen Zeitservern aus.

Die Zeitsynchronisation ist ein wichtiger Aspekt des Internets der Dinge (IoT). Im industriellen IoT zum Beispiel kann eine genaue Synchronisation Produktionsfehler verhindern, indem sie dafür sorgt, dass Sensoren und Maschinen synchron laufen.

Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen wie der Überwachung kritischer Infrastrukturen ermöglicht die Zeitsynchronisation eine genaue Korrelation der Ereignisse, die von verschiedenen Geräten (Stempeluhren, Sicherheitskameras) aufgezeichnet werden und zentral auf einem Masterserver gespeichert werden.

Um Uhren über ein lokales Netzwerk (LAN) zu synchronisieren, ist es wichtig, die Verzögerung der Übertragung, die durch die technischen und nutzungsbedingten Faktoren des Netzwerks verursacht wird, messen zu können.

Wenn ein Rechner eine Nachricht mit einem Zeitstempel von einer Hauptuhr empfängt, gibt es aufgrund der Entfernung zu dieser Uhr eine Verzögerung. Denn egal, ob eine Nachricht einen Meter Glasfaserkabel oder mehrere verschiedene Rechenzentren durchläuft, die Übertragungsdauer kann variieren und zu Verzögerungen führen. Diese Latenz zu kennen ist notwendig, um die Uhr richtig zu synchronisieren.

Es gibt zahlreiche Protokoll zur Uhrzeitsynchronisation innerhalb einer Netzwerkinfrastruktur. Am weitesten verbreitet sind NTP und SNTP, wenn jedoch ein äußerst hoher Grad an Genauigkeit erforderlich ist, dann ist das Protokoll PTP (Precision Time Protocol) die erste Wahl.

PTP wurde 2002 mit dem Standard IEEE 1588 vorgestellt, der seitdem immer wieder aktualisiert wurde (die letzte Version des Standards stammt aus 2019).

Einer der wichtigsten algorithmischen Bausteine von PTP ist der Algorithmus BMCA (Best Master Clock Algorithm). Über den BMCA kann bestimmt werden, welche der im Netzwerk verfügbaren Uhren die Referenzzeit für die gesamte Infrastruktur liefert.

Network Time Security (NTS) ist ein Protokoll, das entwickelt wurde, um die Kommunikation zwischen den Clients und den Zeitservern des NTP-Protokolls (Network Time Protocol) zu schützen.

NTP ist ein altes Protokoll, das zu einer Zeit entwickelt wurde, als Cybersecurity noch kein so wichtiges Thema war wie heute. Es wurde in den vergangenen Jahren immer wieder wegen seiner mangelnden Sicherheit kritisiert, da es für verschiedene Arten von Angriffen (Man-in-the-middle, Spoofing, Replay) anfällig ist. Mit NTS wurde der NTP-Austausch mit Authentifizierungs- und Verschlüsselungsschichten versehen, um ihn so vor diesen Angriffen geschützt.

Bei der Einrichtung von Synchronisationsmechanismen in einem lokalen Netzwerk stellt sich zunächst die Frage nach dem geeigneten Protokoll. Es gibt nämlich zahlreiche Protokolle, mit denen Geräte innerhalb eines solchen Netzwerks synchronisiert werden können (PTP, NTP, SNTP usw.). Am naheliegendsten ist die Verwendung des Protokolls „NTP“ (Network Time Protocol).