Definition und Zweck:
Der Black Channel (Schwarzer Kanal) ist ein Sicherheitsprinzip in der funktionalen Sicherheit von Kommunikationssystemen. Es besagt, dass die Sicherheit des Systems nicht von der Zuverlässigkeit des zugrunde liegenden Kommunikationskanals abhängt.
Beim Black-Channel-Prinzip werden sicherheitsrelevante Daten (z.B. Not-Halt-Signal) und Standard-Daten über dasselbe, nicht-sicherheitsgerichtete Übertragungsmedium (den „schwarzen Kanal“, z.B. Standard-Ethernet, Feldbus, Drahtlose Kommunikation) gesendet. Der Kommunikationskanal selbst kann nicht auf das Sicherheitsniveau geprüft oder zertifiziert werden.
Die Sicherheit wird ausschließlich durch das Sicherheitsprotokoll gewährleistet, das die Nutzdaten umhüllt. Dieses Protokoll (Sicherheitsfunktionen) erkennt und behebt alle möglichen Fehler, die im schwarzen Kanal auftreten könnten (z.B. Datenverlust, Wiederholung, Verfälschung, falsche Reihenfolge, Verzögerung).
Implementierung und Relevanz:
- Sicherheitsprotokolle: Beispiele für Black-Channel-Protokolle sind PROFIsafe (für PROFINET/PROFIBUS), FSoE (Functional Safety over EtherCAT), CIP Safety (für EtherNet/IP) oder Safety over AS-i.
- Sicherheitsmechanismen: Das Sicherheitsprotokoll nutzt Mechanismen wie Zeitstempel, CRC-Prüfsummen, Quell- und Zieladressen, fortlaufende Nummern und verschlüsselte Datenrahmen, um die Datenintegrität und die Sicherheit der Übertragung zu gewährleisten.
- Reduzierte Verdrahtung: Das Black-Channel-Prinzip erlaubt die Nutzung eines einzigen Netzwerks für Standard- und Sicherheitsdaten, was den Verdrahtungsaufwand und die Kosten erheblich reduziert.
- Einhaltung von Normen: Das Prinzip ermöglicht die Erreichung hoher Sicherheitsintegritätslevel (z.B. SIL 3 / PLe) auch über nicht-sichere Kommunikationsmedien.
→ Siehe auch: Sicherheitsfunktionen, Feldbus, PLe (Performance Level), Datenintegrität, Zeitstempel, Drahtlose Kommunikation
