DE102017202239A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vereinbaren eines gemeinsamen Schlüssels zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten eines Rechnernetzes - Google Patents

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Abstract

Verfahren (40, 60) zum Vereinbaren eines gemeinsamen Schlüssels zwischen einem ersten Knoten (A) und einem zweiten Knoten (B) eines Rechnernetzes mittels eines Gateways (G) des Rechnernetzes, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:- eine Nachricht wird vom ersten Knoten (A) über ein erstes Segment (11) des Rechnernetzes an das Gateway (G) übertragen (29, 42),- anhand der Nachricht wird ein Anschlussmodul (18) des Gateways (G) konfiguriert (30, 43),- die Nachricht wird vom Gateway (G) über ein zweites Segment (12) des Rechnernetzes an den zweiten Knoten (B) weitergeleitet (31, 44),- durch den ersten Knoten (A) und das Anschlussmodul (18) wird, indem das Anschlussmodul (18) eine zufällige erste Bitfolge sendet, mittels einer Arbitrierung des ersten Segmentes (11) eine geheime zweite Bitfolge vereinbart (32, 45),- durch den zweiten Knoten (B) und das Anschlussmodul (18) wird, indem das Anschlussmodul (18) eine dritte Bitfolge sendet, mittels einer Arbitrierung des zweiten Segmentes (12) eine geheime vierte Bitfolge vereinbart (35, 48),- der Schlüssel wird vom ersten Knoten (A) und zweiten Knoten (B) mittels des Gateways (G) aus der zweiten Bitfolge und der vierten Bitfolge gewonnen (36, 37, 38, 50, 51, 52, 53, 54).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vereinbaren eines gemeinsamen Schlüssels zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten eines Rechnernetzes. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium.
  • Stand der Technik
  • In Steuerungs- und Regelungstechnik hinlänglich bekannt ist das gemäß ISO 11898-2 zur Anwendung in Straßenfahrzeugen standardisierte Controllerbereichsnetzwerk (controller area network, CAN). CAN basiert auf einem nachrichtenorientierten Protokoll, bei welchem jede Nachricht durch eine eindeutige Kennung (identifier, ID) bezeichnet wird. Jedes an ein CAN angeschlossene Steuergerät prüft anhand dieser ID selbständig die Relevanz der über den gemeinsamen Bus übertragenen Nachrichten und entscheidet über deren Verwertung.
  • Zum Betrieb des Steuergerätes im CAN dient ein Sendeempfänger (transceiver) auf der Bitübertragungsschicht (physical layer, PHY), der von einem Kommunikationscontroller auf der Sicherungsschicht (data link layer) angesteuert wird. Letzterer wiederum kann unmittelbar in einem Mikrocontroller (µC) integriert sein, dessen Software die Telegrammrahmen (frames) der Nachrichten auf der Anwendungsschicht (application layer) verarbeitet.
  • In DE 10 2015 207 220 A1 wird ein Verfahren zur Generierung eines Geheimnisses oder Schlüssels in einem Netzwerk, insbesondere einem CAN, vorgestellt. Hierbei weist das Netzwerk mindestens einen ersten und einen zweiten Teilnehmer und einen Übertragungskanal zwischen mindestens dem ersten und dem zweiten Teilnehmer auf. Der erste und der zweite Teilnehmer können jeweils mindestens einen ersten Wert und einen zweiten Wert auf den Übertragungskanal geben. Der erste Teilnehmer bzw. der zweite Teilnehmer veranlassen eine erste Teilnehmerwertfolge bzw. eine zweite Teilnehmerwertfolge zur zueinander weitgehend synchronen Übertragung auf den Übertragungskanal. Auf Basis von Informationen über die erste Teilnehmerwertfolge bzw. die zweite Teilnehmerwertfolge sowie auf Basis einer aus einer Überlagerung der ersten Teilnehmerwertfolge mit der zweiten Teilnehmerwertfolge auf dem Übertragungskanal resultierenden Überlagerungswertfolge generieren der erste Teilnehmer bzw. der zweite Teilnehmer ein gemeinsames Geheimnis oder einen gemeinsamen Schlüssel. Nachfolgend wird dieses Verfahren als PnS bezeichnet.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Vereinbaren eines gemeinsamen Schlüssels zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten eines Rechnernetzes, eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
  • Das herkömmlich zur Schlüsselvereinbarung in einem gemeinsamen Netzsegment verwendete PnS-Verfahren dient in diesem Zusammenhang allgemeiner dazu, eine Bitfolge zu gewinnen, aus welcher die teilnehmenden Knoten zumindest mittelbar ein gemeinsames Geheimnis (shared secret) ableiten können. Dabei wird auf geschickte Weise die Medienzugriffssteuerung (media access control, MAC) des Rechnernetzes genutzt: Hierzu senden die beiden Knoten nach obigem Schema zeitgleich jeweils eine Wertfolge, die der jeweilige Knoten durch Verkettung einer - bestimmten oder zufälligen - Bitfolge mit deren Einerkomplement bestimmt. (Im Folgenden wird auf diesen Vorgang vereinfachend als „Senden der Bitfolge“ Bezug genommen, ohne im Einzelfall ausdrücklich das ebenfalls zu übertragende Komplement der jeweiligen Bitfolge zu erwähnen.)
  • Das Ergebnis der gemäß PnS vorgesehenen „Überlagerung“ definiert sich dabei durch das verwendete MAC-Protokoll, da der synchrone und somit konkurrierende Schreibzugriff der Knoten auf das gemeinsam genutzte Übertragungsmedium des sie verbindenden Netzsegments eine Arbitration durch die Medienzugriffssteuerung erfordert. Sowohl PnS als auch der hier vorgestellte, auf PnS fußende Ansatz erweisen sich somit als geeignet für Feldbusse, die einen Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung (carrier sense multiple access, CSMA) vorsehen, insbesondere für das auf einem CSMA/CR-Arbiter basierende CAN-System. Es versteht sich jedoch, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren in entsprechender Weise auf andere Vielfachzugriffsmedien anwendbar ist, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Der nachfolgend dargelegten Lösung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass PnS vorrangig zur Schlüsselgenerierung zwischen zwei Kommunikationspartnern dient, die direkten Zugang zu einem gemeinsamen Bussegment haben. Sollen jedoch zwei Kommunikationspartner einen Schlüssel aushandeln, die mit unterschiedlichen Bussegmenten verbunden sind oder deren Bussegmente durch eine andere Kommunikationstechnologie (z. B. „Backbone“, Automotive Ethernet) verbunden sind, so sind diese Bussegmente in der Regel über Vermittlungsstellen (Gateways) verknüpft. Da die Kommunikationspartner keinen direkten Zugriff auf ein gemeinsames Bussegment haben, ist eine unmittelbare Anwendung des PnS-Verfahrens somit nicht ohne weiteres möglich. Aus verschiedenen Gründen (z. B. Effizienz, Kompatibilität oder Leistungsfähigkeit der Knoten) kann es trotzdem wünschenswert sein, ein gemeinsames symmetrisches Geheimnis zu etablieren.
  • Mit einer Ausführungsform der beschriebenen Erfindung wird daher ermöglicht, dass Kommunikationspartner, welche keinen direkten Zugriff auf ein gemeinsames Bussegment haben und insofern nicht unmittelbar das PnS-Verfahren anwenden können, ein gemeinsames Geheimnis etablieren können, ohne die notwendige Rechenleistung für ein asymmetrisches Schlüsseletablierungsverfahren aufbringen zu müssen. Hierzu wird eine gewöhnliche Vermittlungsstelle derart um ein zur Durchführung des PnS-Verfahrens eingerichtetes Modul - im Folgenden stets: „Anschlussmodul“ - erweitert, dass sie keine Kenntnis von dem ausgehandelten Geheimnis erhält und auch keine Möglichkeit der Einflussnahme auf das erzeugte Geheimnis hat, jedoch weiterhin als Vermittlungsstelle fungiert.
  • Je nach Realisierung kann so auch ohne Verschlüsselungsmechanismus verhindert werden, dass die Vermittlungsstelle die vermittelten Datenpakete mitliest und verarbeitet. Der beschriebene Mechanismus wird in die Vermittlungsstelle und damit in bekannte Architekturen integriert, was die Handhabung erleichtert und nötige Anpassungen des Gesamtsystems reduziert. Durch die Realisierung in Hardware wird die Komplexität eines Angriffs stark erhöht. Die Schutzwirkung ist unabhängig vom Betriebsmodus der Vermittlungsstelle. Zudem muss nicht darauf vertraut werden, dass die Vermittlungsstelle das Geheimnis tatsächlich aus seinem Speicher entfernt, da sie zu keinem Zeitpunkt Kenntnis vom Geheimnis erlangt.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Grundgedankens möglich. So kann vorgesehen sein, dass das Anschlussmodul die im Rahmen von PnS benötigten zufälligen Bitfolgen mittels eines internen Zufallszahlengenerators erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass ausschließlich das Anschlussmodul Zugriff auf die Zufallszahlen hat.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass das Anschlussmodul in den Transceiver des Gateways integriert ist. Fordert der erste Knoten durch Setzen eines entsprechenden Statusindikators (Flags) in der Initialisierungsnachricht nun eine durchgehende (end to end) Vermittlung ohne Einbeziehung des Gateway-Mikrocontrollers an, so kann diese Nachricht seitens des Gateways durch das Anschlussmodul selbst empfangen und ausgewertet werden. Das Anschlussmodul vermag sich auf diese Weise selbsttätig zu konfigurieren, wenn es den Statusindikator erkennt, und trennt während der anschließenden Durchführung des PnS-Verfahrens den Mikrocontroller des Gateways zumindest vom betreffenden Segment des Rechnernetzes. Diese Variante bietet sich insbesondere für solche Fälle an, in denen kein Hardwaresicherheitsmodul (HSM) zur Verfügung steht und das Anschlussmodul über keinen eigenen Zufallszahlengenerator verfügt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass das Anschlussmodul in den Mikrocontroller selbst integriert ist. Es kann so von mehreren Netzwerkcontroller-Modulen im Zeitmultiplex-Verfahren verwendet werden, d. h., eine Schlüssel-Etablierung ist unabhängig davon möglich, an welchen über das Gateway angeschlossenen CAN-Bus die sicher zu verbindenden Knoten angeschlossen sind.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
    • 1 das Systemmodell eines möglichen Kommunikationsszenarios.
    • 2 einen Mikrocontroller mit mehreren Netzwerkcontrollern und einem Anschlussmodul.
    • 3 einen gemäß einer ersten Variante modifizierten Transceiver.
    • 4 ein Sequenzdiagramm der ersten Variante.
    • 5 einen gemäß einer zweiten Variante modifizierten Transceiver.
    • 6 ein Sequenzdiagramm der zweiten Variante.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Man betrachte die folgende Ausgangssituation: Ein erster Knoten (A) und ein zweiter Knoten (B) wollen ein gemeinsames symmetrisches Geheimnis etablieren (1). Da sie an unterschiedliche CAN-Segmente (11, 12) angeschlossen sind, können sie nur über ein Gateway (G) miteinander kommunizieren. Letzteres ist potentiell nicht vertrauenswürdig und soll deshalb keine Kenntnis vom symmetrischen Schlüssel erlangen.
  • 2 zeigt beispielhaft einen Mikrocontroller mit Anschlussmodul (18) und mehreren Netzwerkcontrollern (15, 16, 17), die über eine geeignete Hostschnittstelle (13) miteinander und jeweils durch einen Transceiver (22) mit den verdrillten Adern (23, 24) des entsprechenden CAN-Segmentes verbunden sind. Das Anschlussmodul (18) ist hier unmittelbar in den Mikrocontroller integriert und seinerseits über Multiplexer (19), Demultiplexer (20) sowie Und-Gatter (21) mit den Netzwerkcontrollern (15, 16, 17) verbunden.
  • Welche der im Folgenden dargestellten Varianten für eine Realisierung ausgewählt wird, hängt u. a. davon ab, welche Eigenschaften und welche Anforderungen die bestehende Systemarchitektur mit sich bringt. In der Regel sollte verhindert werden, dass die CPU (und somit mögliche Schadsoftware) Zugriff auf die ausgehandelten Geheimnisse oder die hierzu genutzten Zufallszahlen erlangt. Unter letzterem Gesichtspunkt ist wünschenswert, dass das Anschlussmodul (18) über einen eigenen Zufallszahlengenerator verfügt. Alternativ mag ein Hardwaresicherheitsmodul verfügbar sein, welche über eine sichere, von der CPU nicht „einsehbare“ Schnittstelle (14) mit dem Anschlussmodul (18) kommunizieren kann. Dann kann der Zufallszahlengenerator des Hardwaresicherheitsmodules genutzt und die erzeugte Zufallszahl dem Anschlussmodul (18) bereitgestellt werden. In der nun anhand der 3 beleuchteten Variante hingegen muss mangels Hardwaresicherheitsmodul jedoch die CPU (25) selbst die Zufallszahlen bereitstellen und hätte so die Möglichkeit, aus der Überlagerung der im Rahmen der Schlüsselerzeugung ausgetauschten Nachrichten das Geheimnis zu berechnen. Erfindungsgemäß wird daher verhindert, dass die CPU (25) das aus diesem Nachrichtenaustausch resultierende Überlagerungssignal empfangen kann. Trotz Kenntnis der Zufallszahlen kann die CPU (25) das Geheimnis so nicht berechnen.
  • Das Gateway (G) wird hierzu mit einem abbildungsgemäß modifizierten Transceiver (22) ausgestattet, der die Verbindungsstelle zwischen den beiden Bussegmenten und dem eigentlichen Mikrocontroller (55) des Gateways (G) darstellt. Der modifizierte Transceiver (22) wiederum ist mit besagtem Anschlussmodul (18) ausgestattet, das durch entsprechende Und-Gatter (21) parallel mit den On-Chip-Netzwerkcontrollern (15, 16, 17) des Gateways (G) um den Zugriff auf die Bussegmente konkurriert. Des Weiteren gibt es mindestens einen als Multiplexer (19) ausgeführten Schalter, mit dem das Anschlussmodul (18) den entsprechenden Anschluss zumindest des abbildungsgemäß linken On-Chip-Netzwerkcontrollers (15) zeitweise vom Bus trennen kann, um den Controller (15) am Empfangen der überlagerten Schlüsselgenerierungsnachricht zu hindern. Um einen möglichen Fehlerfall zu verhindern, kann der Controller (15) mit einem hochpriorisierten „Dummy“-Frame am Senden weiterer Nachrichten gehindert werden. Eine eigene Nachricht kann der Netzwerkcontroller (15) auf dem Gateway (G) währenddessen nicht senden, weil der Sendeknoten standardgemäß die Übertragung einer solchen Nachricht am Empfangsanschluss überwachen und im vorliegenden Fall somit einen Fehler detektieren würde.
  • Der Protokollablauf stellt sich nun wie folgt dar (4):
    1. 1. Der erste Knoten (A) signalisiert mit einer Nachricht, dass er einen Schlüssel mit dem zweiten Knoten (B) etablieren möchte (29). In der Nachricht setzt er ein definiertes Flag, das dem Gateway (G) signalisiert, dass der finale Schlüssel nur erstem Knoten (A) und zweitem Knoten (B) bekannt sein soll. Außerdem legt der erste Knoten (A) eine Sitzungs-ID fest, die zum Schlüsselaustausch benutzt werden soll.
    2. 2. Das Gateway (G) erhält die Nachricht vom ersten Knoten (A) auf dem ersten Segment (11) und leitet sie unverändert über das zweite Segment (12) an den zweiten Knoten (B) weiter (31). Danach sendet es über eine serielle Peripherieschnittstelle (serial peripheral interface, SPI 26) die Zufalls-Bitfolge RGW an das Anschlussmodul (18). Dieses erkennt das Flag selbständig und konfiguriert sich dementsprechend (30). Dies gilt unter der Annahme, dass das Anschlussmodul (18) den Frame-Inhalt parsen und auswerten kann und die notwendigen Einstellungen im Anschlussmodul (18) initial konfiguriert wurden.
    3. 3. Der erste Knoten (A) und das Anschlussmodul (18) im Transceiver (22) des Gateways (G) führen einen PnS-Schlüsselaustausch durch (32). Dabei wird der Empfangsanschluss des abbildungsgemäß linken Netzwerkcontrollers (15) durch den Multiplexer (19) im Transceiver (22) wie oben beschrieben vom ersten Segment (11) getrennt.
    4. 4. Der erste Knoten (A) und das Anschlussmodul (18) berechnen das Zwischenergebnis KI (33, 34). Da das Anschlussmodul (18) anhand des besagten Flags erkennt, dass ein durchgehender Schlüsselaustausch durchzuführen ist, hindert es das Gateway (G) daran, über die serielle Peripherieschnittstelle (26) den Zwischenschlüssel KI abzurufen. Der Zwischenschlüssel KI sollte mindestens eine Größe von 4n haben, wobei n die Wortbreite des zwischen erstem Knoten (A) und zweitem Knoten (B) zu vereinbarenden Schlüssels ist.
    5. 5. Das Anschlussmodul (18) des Gateways (G) und der zweite Knoten (B) führen ebenfalls einen PnS-Schlüsselaustausch durch (35). Dabei verwendet das Anschlussmodul (18) des Gateways (G) den Zwischenschlüssel KI als Eingabe, d. h. anstelle der im Rahmen von PnS üblicherweise verwendeten Zufallszahl, während der zweite Knoten (B) in herkömmlicher Weise eine individuelle Zufallszahl RB verwendet. Der effektive Frame auf dem zweiten Segment (12) wird vom Gateway (G) unverändert auf das erste Segment (11) weitergeleitet (replay 36).
    6. 6. Erster Knoten (A) und zweiter Knoten (B) extrahieren das gemeinsame Geheimnis KAB (37, 38).
    7. 7. Das Anschlussmodul (18) löscht alle Zwischenergebnisse aus seinen Registern (39).
  • In einer Variante ist ein Hardwaresicherheitsmodul (41) im Gateway (G) vorhanden, welches gleichsam als zusätzlicher Vertrauensanker dient (5). Es erzeugt die Zufallsfolgen RGW und überträgt diese über eine speziell gesicherte Schnittstelle (14) unter Umgehung der CPU (25) zum Anschlussmodul (18) im Transceiver (22). Im folgenden Beispiel wird zudem die zwischen erstem Knoten (A) und Anschlussmodul (18) vereinbarte geheime Bitfolge nicht in obigem Wortsinn als „Zwischenschlüssel“ für die Vereinbarung einer entsprechenden Bitfolge zwischen Anschlussmodul (18) und zweitem Knoten (B) verwendet; vielmehr werden zur Vereinbarung der Geheimnisse voneinander unabhängige Zufallszahlen erzeugt.
  • Der Protokollablauf stellt sich nun wie folgt dar (6):
    1. 1. Der erste Knoten (A) sendet (42) einen Initialisierungsframe an das Gateway (G). Dieser wird unverändert an den zweiten Knoten (B) weitergeleitet (44).
    2. 2. Das Anschlussmodul (18) des Gateways (G) generiert KA,GW (45, 46, 47) mit dem ersten Knoten (A) und KB,GW (48, 49, 50) mit dem zweiten Knoten (B). Das Anschlussmodul (18) erhält die Zufallsfolgen RGW jeweils vom Hardwaresicherheitsmodul (41), ohne dass die CPU (25) darauf Zugriff hat.
    3. 3. Das Anschlussmodul (18) des Gateways (G) berechnet X = KA,GW ⊕ KB,GW (50). Das Gateway (G) liest X aus dem Anschlussmodul (18) aus und versendet es an ersten Knoten (A) und zweiten Knoten (B). Alternativ schickt das Anschlussmodul (18) die Nachrichten selbst (51, 52).
    4. 4. Erster Knoten (A) und zweiter Knoten (B) können anhand von X das Geheimnis des jeweils anderen gemäß KB,GW = KA,GW ⊕ X bzw. KA,GW = KB,GW ⊕ X berechnen (53, 54).
    5. 5. Erster Knoten (A) und zweiter Knoten (B) verwenden die beiden Geheimnisse KA,GW und KB,GW als Eingabe für eine Schlüsselableitfunktion (key derivation function) KDF und erhalten das gemeinsame Geheimnis gemäß der Vorschrift KA,B = KDF(KA,GW || KB,GW).
    6. 6. Das Anschlussmodul (18) löscht alle Zwischenergebnisse aus seinen Registern.
  • Alternativ kann z. B. die kontravalente Verknüpfung (XOR) auch im Hardwaresicherheitsmodul (41) durchgeführt werden, wenn das Anschlussmodul (18) dem Hardwaresicherheitsmodul (41) die erforderlichen Daten per serieller Peripherieschnittstelle (26) zur Verfügung stellt.
  • Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen sich im Rahmen der Erfindung auf unterschiedliche Weise kombinieren lassen. Insbesondere mag der vorgesehene Einbauort des Anschlussmodules - Mikrocontroller wie in 2 oder Transceiver wie in den 3 und 5 - mit verschiedenen Teilverfahren zur Schlüsselvereinbarung mit dem zweiten Knoten - unter Verwendung des ersten Schlüssels wie in 4 oder einer unabhängigen Zufallszahl wie in 6 - verknüpft werden. Bei jeder der resultierenden Varianten wiederum können die im Rahmen des Verfahrens zu erzeugenden Zufallszahlen von CPU (vgl. 3), Hardwaresicherheitsmodul (vgl. 5) oder Anschlussmodul selbst (nicht zeichnerisch dargestellt) erzeugt werden.
  • Folgende Tabelle veranschaulicht diese Kombinationsmöglichkeiten:
    Nr . Ort des Anschlussmodule s Einsehbarke it der Zufallszahle n Grundlage der zweiten Schlüsselvereinbaru ng
    1 Transceiver auch CPU erster Schlüssel
    2 Transceiver auch CPU weitere Zufallszahl
    3 Transceiver nur HSM erster Schlüssel
    4 Transceiver nur HSM weitere Zufallszahl
    5 Transceiver nur PnS-Modul erster Schlüssel
    6 Transceiver nur PnS-Modul weitere Zufallszahl
    7 Mikrocontroller auch CPU erster Schlüssel
    8 Mikrocontroller auch CPU weitere Zufallszahl
    9 Mikrocontroller nur HSM erster Schlüssel
    10 Mikrocontroller nur HSM weitere Zufallszahl
    11 Mikrocontroller nur PnS-Modul erster Schlüssel
    12 Mikrocontroller nur PnS-Modul weitere Zufallszahl
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015207220 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren (40, 60) zum Vereinbaren eines gemeinsamen Schlüssels zwischen einem ersten Knoten (A) und einem zweiten Knoten (B) eines Rechnernetzes mittels eines Gateways (G) des Rechnernetzes, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - eine Nachricht wird vom ersten Knoten (A) über ein erstes Segment (11) des Rechnernetzes an das Gateway (G) übertragen (29, 42), - anhand der Nachricht wird ein Anschlussmodul (18) des Gateways (G) konfiguriert (30, 43), - die Nachricht wird vom Gateway (G) über ein zweites Segment (12) des Rechnernetzes an den zweiten Knoten (B) weitergeleitet (31, 44), - durch den ersten Knoten (A) und das Anschlussmodul (18) wird, indem das Anschlussmodul (18) eine zufällige erste Bitfolge sendet, mittels einer Arbitrierung des ersten Segmentes (11) eine geheime zweite Bitfolge vereinbart (32, 45), - durch den zweiten Knoten (B) und das Anschlussmodul (18) wird, indem das Anschlussmodul (18) eine dritte Bitfolge sendet, mittels einer Arbitrierung des zweiten Segmentes (12) eine geheime vierte Bitfolge vereinbart (35, 48), - der Schlüssel wird vom ersten Knoten (A) und zweiten Knoten (B) mittels des Gateways (G) aus der zweiten Bitfolge und der vierten Bitfolge gewonnen (36, 37, 38, 50, 51, 52, 53, 54).
  2. Verfahren (40, 60) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - vor dem Übertragen (29, 42) der ersten Nachricht setzt der erste Knoten (A) einen Statusindikator in der Nachricht, - die Nachricht wird seitens des Gateways (G) durch das Anschlussmodul (18) empfangen und ausgewertet, - das Anschlussmodul (18) konfiguriert sich selbsttätig (30, 43), wenn es den Statusindikator erkennt, und - während des Vereinbarens (32, 45) der zweiten Bitfolge trennt das Anschlussmodul (18) einen Mikrocontroller (55) des Gateways (G) zumindest vom ersten Segment (11).
  3. Verfahren (40, 60) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - ein Hardwaresicherheitsmodul (41) des Gateways (G) erzeugt die erste Bitfolge und - die erste Bitfolge wird über eine interne Schnittstelle (14) des Gateways (G) an das Anschlussmodul (18) übertragen.
  4. Verfahren (40, 60) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Anschlussmodul (18) erzeugt die erste Bitfolge, vorzugsweise mittels eines internen Zufallszahlengenerators.
  5. Verfahren (40, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das Anschlussmodul (18) verwendet die zweite Bitfolge als dritte Bitfolge und - der Schlüssel wird gewonnen, indem das Gateway (G) eine aus der Arbitrierung in dem zweiten Segment (12) resultierende fünfte Bitfolge in das erste Segment (11) weiterleitet (36).
  6. Verfahren (40, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die dritte Bitfolge ist ebenfalls zufällig, - das Anschlussmodul (18) verknüpft die zweite Bitfolge und die vierte Bitfolge kontravalent zu einer fünften Bitfolge (50), - die fünfte Bitfolge wird an den ersten Knoten (A) und den zweiten Knoten (B) übertragen (51, 52), - der erste Knoten (A) verknüpft die zweite Bitfolge und die fünfte Bitfolge kontravalent zu der vierten Bitfolge (53), - der zweite Knoten (B) verknüpft die vierte Bitfolge und die fünfte Bitfolge kontravalent zu der zweiten Bitfolge (54) und - der erste Knoten (A) und der zweite Knoten (B) leiten jeweils lokal den Schlüssel aus der zweiten Bitfolge und der vierten Bitfolge ab.
  7. Verfahren (40, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Anschlussmodul (18) löscht nach dem Gewinnen des Schlüssels (36, 37, 38, 50, 51, 52, 53, 54) zumindest die erste, zweite, dritte und vierte Bitfolge aus internen Registern (39).
  8. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, das Verfahren (40, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
  9. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.
  10. Vorrichtung (A, B, G), die eingerichtet ist, das Verfahren (40, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
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