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Nehmen wir einmal an, ein Lkw-Fahrer verlängert seine Ruhezeit am Rechner um eine Stunde und niemand merkt es. Das ist allgemein die Vorstellung von Betrugsversuchen mit Tachographendaten. In der Praxis sieht das aber etwas anders aus.
Denn wer im Fuhrpark regelmäßig die Fahrerkarte auslesen muss, hat es mit einem kleinen Hochsicherheitssystem zu tun. Hinter der unscheinbaren Plastikkarte steckt dieselbe Art von Kryptografie, die auch beim Online-Banking oder beim elektronischen Personalausweis zum Einsatz kommt.
Geheime Schlüssel, digitale Zertifikate und mathematische Signaturen sorgen dafür, dass jede Veränderung an den Daten auffällt. Spannend ist vor allem, wie die einzelnen Bausteine zusammenspielen. Das erstreckt sich von der europäischen Zertifizierungsstelle bis hin zum Chip im Portemonnaie des Fahrers. Gleichzeitig hat auch dieses System Lücken, an denen Betrüger ansetzen. Ein Blick unter die Haube zeigt, wie viel Technik in einer einzigen Lenkzeit steckt.
Der Chip als Tresor: Geheime Schlüssel und Zertifikate auf der Karte
Auf den ersten Blick sieht die Fahrerkarte aus wie eine ganz normale Plastikkarte. Im Inneren sitzt aber ein kleiner Computer mit eigenem Prozessor und Speicher. Der Chip hat goldene Kontakte und arbeitet nur, wenn er direkt im Lesegerät oder im Tachographen steckt. Eine Funkverbindung gibt es nicht. Das Herzstück auf dem Chip? Es ist ein geheimer Schlüssel. Er ist fest im Chip eingeschlossen und verlässt ihn nie, auch nicht beim Auslesen.
Kein Gerät kann diesen Schlüssel herauskopieren. Dazu kommt ein Zertifikat, also eine Art digitaler Ausweis. Dieses enthält den passenden öffentlichen Schlüssel. Dafür hat eine offizielle Stelle bestätigt, dass er zu genau dieser Karte gehört. Mit diesem Schlüsselpaar kann die Karte beweisen, dass sie echt ist. Außerdem kann sie Daten so versiegeln, dass später jede Veränderung auffällt.
Die Vertrauenskette: Von der europäischen Wurzel bis zur einzelnen Karte
Ein Zertifikat allein beweist noch nichts. Allein entscheidend ist, wer es ausgestellt hat. Deshalb gibt es beim digitalen Tachographen eine Vertrauenskette mit mehreren Stufen. Ganz oben steht die europäische Root-Zertifizierungsstelle, kurz ERCA. Sie wird von der gemeinsamen Forschungsstelle der EU-Kommission im italienischen Ispra betrieben. Die ERCA unterschreibt die Zertifikate der nationalen Zertifizierungsstellen in den Mitgliedstaaten. Und diese Stellen unterschreiben wiederum die Zertifikate auf Fahrer-, Unternehmens-, Werkstatt- und Kontrollkarten sowie auf den Fahrzeugeinheiten.
Dadurch entsteht eine Kette, die sich Glied für Glied zurückverfolgen lässt. Prüft eine Software eine Karte, schaut sie also nicht nur auf deren Zertifikat. Sie kontrolliert darüber hinaus auch, ob die nationale Stelle echt ist und ob deren Unterschrift von der ERCA stammt. Eine gefälschte Karte müsste sich in diese Kette einschmuggeln. Und ohne den geheimen Schlüssel einer Zertifizierungsstelle ist das praktisch aussichtslos.
Erst prüfen, dann reden: Die gegenseitige Authentisierung von Karte und Tachograph
Sobald eine Karte im Tachographen steckt, beginnt ein kurzes Frage-und-Antwort-Spiel. Beide Seiten zeigen sich zuerst ihre Zertifikate und prüfen sie entlang der Vertrauenskette. Danach stellt jede Seite der anderen eine Aufgabe. Dafür schickt sie eine zufällige Zahl, die die Gegenseite mit ihrem geheimen Schlüssel bearbeiten muss. Nur wer den echten Schlüssel besitzt, liefert die richtige Antwort.
Weil diese Zahl jedes Mal neu ist, hilft es auch nichts, eine alte Antwort aufzuzeichnen und später erneut abzuspielen. Erst wenn beide Seiten bestanden haben, vereinbaren sie einen gemeinsamen Sitzungsschlüssel. Mit ihm wird der weitere Datenverkehr geschützt. Eine nachgebaute Karte oder ein manipuliertes Gerät fällt an dieser Stelle durch. Solche Fehlversuche speichert der Tachograph als sicherheitsrelevantes Ereignis und legt damit eine Spur, die bei einer späteren Kontrolle auftauchen kann.
Die digitale Signatur beim Download: Warum veränderte Dateien sofort auffallen
Beim Auslesen werden die Daten nicht einfach kopiert. Die Karte berechnet über die Datenblöcke zuerst eine Art Prüfsumme, den sogenannten Hashwert. Mit ihrem geheimen Schlüssel erzeugt sie daraus die digitale Signatur. Diese landet zusammen mit den Daten in der Datei. Später kann jede Auswertungs- oder Kontrollsoftware nachrechnen. Dabei bildet sie den Hashwert der Daten neu und prüft mit dem öffentlichen Schlüssel aus dem Zertifikat, ob die Signatur dazu passt.
Wenn alles übereinstimmt, sind die Daten unverändert. Wurde auch nur eine einzige Ziffer geändert, etwa um eine Ruhezeit zu verlängern, passt nichts mehr zusammen. Die Software meldet dann einen Signaturfehler. Genau deshalb bringt es nichts, eine ausgelesene Datei nachträglich am Rechner zu bearbeiten. Der Eingriff wäre zwar technisch möglich, doch die Mathematik verrät ihn bei der ersten Prüfung.
Grenzen der Mathematik: Wo Manipulation trotzdem ansetzt und was die neue Generation dagegen tut
So stark die Kryptografie auch ist, sie kann nur Daten schützen, die bereits erfasst wurden. Verfälscht man schon die Messung, unterschreibt die Karte am Ende brav falsche Werte. Ein bekannter Trick sind Magnete am Bewegungssensor, die die Erfassung der Fahrt stören. Auch eine fremde Fahrerkarte im Gerät erkennt keine Mathematik der Welt.
Der intelligente Tachograph, seit dem 15. Juni 2019 für Neufahrzeuge Pflicht und seit August 2023 als Version 2 vorgeschrieben, setzt deshalb an mehreren Stellen an. Er vergleicht die Sensordaten mit einer zweiten, unabhängigen Bewegungsquelle wie dem Satellitensignal. Weichen beide stark ab, wird das gespeichert. Über eine Funkschnittstelle können Kontrolleure außerdem schon im vorbeifahrenden Verkehr erste Hinweise abrufen. Schon 2019 wechselte die Verschlüsselung vom älteren RSA-Verfahren zu elliptischen Kurven, die bei kürzeren Schlüsseln mehr Sicherheit bieten.