Know-how-Schutz: Wie Sie 3D-Druck-Daten optimal schützen

Know-how-Schutz: Für die Instandhaltung ihrer Züge setze die Deutsche Bahn zukünftig auch auf den 3D-Druck bei der Herstellung von Ersatzteilen, schreibt „heise online“ am 9. März 2022. Teils drucke die Bahn diese Ersatzteile selbst, teils beauftrage sie Lieferanten. Dadurch vermeide die Bahn Lieferengpässe und lange Lieferzeiten. Das experimentelle Stadium hat der 3D-Druck also längst verlassen. Auch andere Unternehmen profitieren mittlerweile von den Vorteilen des 3D-Drucks und setzen ihn in den unterschiedlichsten Bereichen ein, zum Beispiel für den Bau von Prototypen, Reparaturen, Kleinserien, individualisierte Produkte oder die Herstellung von Werkzeugen. Doch mit den Vorteilen kommen auch Herausforderungen: Vom ersten 3D-Modell bis zum gedruckten Objekt fallen digitale Daten an, die wertvolles Know-how enthalten – Daten, die geschützt werden müssen, will man sie nicht Produktpiraten oder Konkurrenten überlassen.

Nicht nur Know-how-Schutz: Das Stiefkind Datenschutz

Während sich der 3D-Druck etabliert, war der Schutz und Lizenzierung der beim 3D-Druck anfallenden Daten bislang eher ein Randthema. Meist hat der Rechteinhaber das Objekt selbst gedruckt oder mit dem Dienstleister einen Vertrag über den Umgang mit den Druckdaten abgeschlossen. Mit zunehmender Globalisierung, intensiverer Nutzung und höheren Investitionen wird aber inzwischen auch im Markt der additiven Fertigung über den Schutz der Druckdaten nachgedacht, um zu verhindern, dass unberechtigte Dritte diese Daten missbrauchen.

Missbrauchsszenarien wären zum Beispiel Know-how-Diebstahl oder „Sonderschichten“, in denen über den eigentlichen Auftrag hinaus Objekte in Eigenregie gedruckt werden. Sogar Sabotage durch Manipulation der Druckdaten wäre denkbar. In allen Szenarien bekäme der Auftragsgeber nichts davon mit, und wenn doch, dann zu spät. Will der Auftraggeber die Kontrolle über die Druckdaten behalten, muss er sie schützen und dazu muss er sie verschlüsseln. Verschlüsselung ermöglicht nicht nur den Schutz der Daten vor Diebstahl, sondern kann auch eine lizenzgerechte Nutzung erzwingen und damit zusätzliche Wege der Monetarisierung eröffnen, zum Beispiel durch lizenzierte Fertigung durch andere Dienstleister.

Welche 3D-Druck-Daten sind wie zu schützen?

Am Anfang steht das 3D-Modell eines Objekts, das der Designer mit Hilfe einer CAD-Software erstellt (Modellierung). Gedruckt werden kann dieses 3D-Modell jedoch noch nicht. Dazu muss zunächst mit einer Slicer-Software aus dem 3D-Modell ein Schichtmodell erzeugt werden (Aufbereitung), in dem Schichthöhen, Drucktemperaturen, Druckgeschwindigkeiten und weitere Werte in Abhängigkeit des Materials, zum Beispiel Kunststoff, Metall oder Keramik, festgelegt werden. Aus dem Schichtmodell erzeugt die Slicer-Software dann die Druckanweisungen, mit denen das Objekt schließlich gedruckt werden kann.

Die Modellierung mag im eigenen Haus erfolgen, aber Aufbereitung und Druck könnte man externen Dienstleistern überlassen, die diese Dienste kostengünstig anbieten. In Zukunft könnten sogar weitere Schritte anfallen, zum Beispiel ein Überprüfungsschritt, bei dem schon frühzeitig überprüft wird, ob das Modell Stabilitätsanforderungen genügt, oder ein Optimierungsschritt, bei dem der Materialeinsatz minimiert wird. Diese Dienstleister müssen nicht vor Ort sein, nicht einmal im gleichen Land oder auf dem gleichen Kontinent.

Ob 3D-Modell, Schichtmodell oder Druckanweisungen – bei jedem Schritt auf dem Weg zum gedruckten Objekt fallen digitale Daten an, die zu schützen sind, wenn der Rechteinhaber verhindern will, dass sein Know-how gestohlen wird oder über vereinbarte Stückzahlen hinaus gedruckt wird.

Know-how-Schutz: Die richtige Technologie

Dass sich die Zukunftstechnologie 3D-Druck durchsetzen wird, kann man wohl als sicher ansehen, in welchem Ausmaß und in welchen Bereichen wird sich zeigen. Doch egal wie der 3D-Druckmarkt von Morgen aussieht und welche Standards sich durchsetzen werden: Schon heute können Hersteller bewährte Schutzlösungen nutzen, um ihr Know-how, das in 3D-Modellen, Schichtmodellen und Druckanweisungen steckt und von verschiedenen Dienstleistern genutzt wird, vor Diebstahl zu schützen und für die Einhaltung von vereinbarten Stückzahlen zu sorgen.

Eine Technologie für effektiven Know-how-Schutz nennt sich CodeMeter von Wibu-Systems. Sie verschlüsselt und schützt alle digitalen Daten, die beim 3D-Druck anfallen, vom 3D-Modell übers Schichtmodell bis zu den Druckanweisungen, also die gesamte digitale Prozesskette, und macht sie abrechenbar. Dabei befasst sich Wibu seit 1989 mit dem Schutz und der Lizenzierung von Software und Dokumenten. Es geht stets um Kopier- und Know-how-Schutz, Lizenzierung, Security und Manipulationsschutz von Embedded- und SPS-Systemen, PCs oder Cloudlösungen.

Bezogen auf den 3D-Druck muss die CAD- und Slicer-Software die verschlüsselten Daten entschlüsseln können, verarbeiten und am Ende wieder verschlüsseln. CodeMeter stellt die benötigten Routinen zur Ver- und Entschlüsselung bereit und erlaubt, sie einfach und schnell in unterschiedliche Softwareprodukte zu integrieren. Und natürlich auch in den 3D-Drucker selbst, um einen durchgängigen Schutz sowie eine Stückzahlkontrolle zu gewährleisten.

CodeMeter stellt dem Rechteinhaber verschiedene Lizenzcontainer für die sichere Aufbewahrung und Verteilung der kryptografischen Schlüssel zur Verfügung: die Schutzhardware (CmDongle), die softwarebasierte Aktivierungsdatei (CmActLicense) und ein Äquivalent für die Cloud (CmCloudContainer).

Die Schlüssel werden in Form von Lizenzen gespeichert, in denen die Anzahl druckbarer Exemplare festgelegt sind. Das cloudbasierte Tool „CodeMeter License Central“ verwaltet und verteilt auf sichere Art die Lizenzen und somit auch die Schlüssel. Weltweit und zu jeder Zeit können Lizenzen online an die Nutzer verschickt werden. In Offline-Umgebungen können Lizenzen auch per Dateiaustausch eingespielt werden. CodeMeter License Central hat viele verschiedene Schnittstellen, um vorhandene Shop- oder Backendsysteme der Unternehmen anzubinden und sorgt damit für einen hohen Automatisierungsgrad über die gesamte Prozesskette eines Unternehmens hinweg.

Beispiel – Druck eines Ersatzteils

Ein Unternehmen möchte ein Ersatzteil mittels 3D-Druck von einem lokalen 3D-Druck-Servicecenter drucken lassen. Dazu erstellt es einen Auftrag im Shopsystem des Herstellers und wählt beim Kauf die verschlüsselte Druckdatei mit den erforderlichen Nutzungsrechten aus und legt die zu druckende Stückzahl fest. Das Servicecenter lädt die daraus resultierenden Berechtigungen und druckt die festgelegte Anzahl der Ersatzteile und liefert diese aus an das beauftragende Unternehmen aus.

Die Vorteile für das Unternehmen sind kurze Lieferketten, ein geringerer CO2-Fußabdruck und günstige Kosten dank entfallener Lagerkosten. Sowohl die Produktion von Kleinstmengen als auch Just-in-Time-Lieferungen sind möglich. Und entlang der kompletten Produktionskette ist das wertvolle Know-how geschützt.

Der Autor Stefan Bamberg ist Senior Key Account and Partner Manager bei der Wibu Systems AG.

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