Netzwerke eingebetteter Geräte werden immer beliebter. Beispiele solcher Netzwerke reichen von relativ kleinen Umgebungen wie der Haus- und Gebäudeautomation bis hin zu sehr großen Infrastrukturen, z. B. industriellen Steuerungssystemen. Geräte in diesen Netzwerken sammeln oft private Informationen und führen sicherheitskritische Vorgänge aus. Daher sind Angriffe, die auf sie abzielen, von entscheidender Bedeutung, da sie sowohl die Privatsphäre als auch die Sicherheit von Personen bedrohen und zu großen Schäden führen können. Ein prominentes Beispiel für solche Angriffe ist der Stuxnet-Wurm, der auf industrielle Kontrollsysteme abzielt und vermutlich das iranische Nuklearprogramm erheblich beschädigt hat. Tatsächlich sind insbesondere drei Angriffskategorien im Zusammenhang mit großen eingebetteten Netzwerken relevant. Diese sind Malware-Befall, physische Angriffe sowie Laufzeitangriffe.

In dieser Dissertation untersuchen wir die Sicherheit großer eingebetteter Netzwerke in verschiedenen Implementierungsszenarien und stellen Sicherheitslösungen vor, mit denen diese Netzwerke auf eine skalierbare Weise gesichert und verwaltet werden können. Insbesondere identifizieren wir relevante Annahmen über den Angreifer und jeweilige Sicherheitsanforderungen für jedes dieser Szenarien und stellen auf Remote-Attestierung beruhende Sicherheitsprotokolle vor, mit denen Angriffe der drei zuvor genannten Klassen erkannt werden können.

Um große eingebettete Netzwerke abzusichern, werden in dieser Dissertation mehrere skalierbare Attestierungsprotokolle für zentralisierte und autonome Netzwerke entworfen und implementiert. Zunächst stellen wir drei skalierbare Attestierungsprotokolle für zentralisierte eingebettete Netzwerke vor, die die Erkennung von Malware-Angriffen ermöglichen. Diese werden begleitet von einer systematischen Behandlung des Problems, durch die alle Sicherheitsanforderungen erkannt und erfüllt werden können. Zweitens untersuchen wir das Problem physischer Angriffe auf große eingebettete Netzwerke, definieren die Fähigkeiten eines physischen Angreifers und entwerfen zwei skalierbare Attestierungsprotokolle, mit denen physische Angriffe sowohl in zentralen als auch in autonomen Umgebungen effizient erkannt werden können. Drittens entwerfen wir ein skalierbares Attestierungsprotokoll, welches Laufzeitangriffe auf autonome Systeme effizient erkennen kann, ohne die Funktionalität oder Sicherheitsanforderungen dieser Systeme zu beeinträchtigen. Da Management- und Softwareupdates eine wichtige Voraussetzung für die Sicherung eines Gerätes sowie einen wichtigen Einstiegspunkt für Angreifer darstellen, stellen wir außerdem ein skalierbares Verwaltungsprotokoll für große Netzwerke vor, mit dem Verwaltungsbefehle sicher und effizient gesendet und Statistiken über allen Geräten in einem eingebetteten Netzwerk erfasst werden können.