Angesichts der steigenden Anforderungen an die Konnektivität stehen Unternehmen vor einer entscheidenden Herausforderung: Wie können sie die Vorteile der Konnektivität nutzen und gleichzeitig einen robusten Schutz vor den sich ständig weiterentwickelnden Cyber-Bedrohungen gewährleisten? Eine zunehmend beliebte Lösung ist die Datendiode, ein spezielles Hardwaregerät, das eine unidirektionale Kommunikation erzwingt und kritische Systeme vor externen Angriffen schützt.
In diesem Blogbeitrag werden wir die Möglichkeiten von Datendioden erkunden und die alles entscheidende Frage beantworten: Sind Datendioden wirklich sicher?
1. Was genau ist eine Datendiode?
Ein Datendiode ist eine Hardware-Vorrichtung, die Folgendes erzwingt unidirektionale Kommunikation (z. B. von einem hochsicheren Netz zu einem weniger sicheren Netz) über eine physische Verbindung, bei der es keinen physischen Pfad für den Rückweg der Daten gibt.

Datendioden werden häufig in luftgekapselten Umgebungen eingesetzt. Ein Air-Gapped-Netz ist vollständig von der externen Kommunikation isoliert. Aufgrund ihrer physischen Isolierung sind solche Netze eine zuverlässige Möglichkeit, sensible Systeme und Daten zu schützen. Allerdings benötigen Air-Gapped-Netze häufig einen kontrollierten Mechanismus für den Informationsaustausch mit anderen Systemen, beispielsweise für die Übertragung von Protokollen oder Systemaktualisierungen. Eine Datendiode erfüllt diesen Zweck, indem sie Folgendes ermöglicht unidirektionale Datenübertragung und gleichzeitig die Integrität und Isolierung des Netzes in der anderen Richtung aufrechterhalten.
Unabhängig von der Art der übertragenen Dateien oder Daten ist eine Datendiode von vornherein deterministisch und stellt sicher, dass der Datenfluss streng unidirektional ist und mit vorhersehbarem Verhalten funktioniert. Dadurch eignen sich Datendioden zur Bewältigung von Herausforderungen, die herkömmliche Softwarelösungen wie Firewalls möglicherweise nicht vollständig bewältigen können, insbesondere in Umgebungen mit hochsensiblen oder geheimen Daten. Da Firewalls auf Software basieren, sind sie anfällig für Software-Schwachstellen und Konfigurationsfehler und können Angriffe durch Insider nicht verhindern.
Mit seinem unidirektionale Natursorgt die Datendiode:
- Es können keine externen Daten durch den Kanal zurückfließen, wodurch Angriffe wie die Datenexfiltration verhindert werden.
- Durchsetzung der Netzwerktrennung unter Berücksichtigung der Compliance-Anforderungen für kritische Infrastrukturen in Branchen wie Versorgungsunternehmen, Verteidigung und Finanzsysteme.
In einigen Szenarien können Firewalls und Datendioden zusammen verwendet werden, um eine bestimmte Sicherheitsstrategie umzusetzen. Firewalls prüfen und filtern den Netzwerkverkehr auf der Grundlage von Regeln, während Datendioden einen unidirektionalen Datenfluss durch einen physischen Einwegpfad erzwingen. Die Kombination dieser Technologien bietet eine mehrschichtige Verteidigung, die besonders in komplexen Sicherheitsarchitekturen oder als ausfallsicherer Mechanismus wertvoll ist.
2. Wie funktioniert eine Datendiode? Ist sie wirklich sicher?
Die Unidirektionalität der Datendiode ist durch die Konstruktion gewährleistet: Die physikalische Verbindung besteht aus einem T-Modul (Transmission module) auf der Sendeeinheit und einem R-Modul (Receiver module) auf der Empfangseinheit, die über eine Glasfaserverbindung verbunden sind, die für einen unidirektionalen Datenfluss ausgelegt ist, wie in der nachstehenden Abbildung dargestellt.

Das T-Modul verfügt über eine Laserdiode (oder einen anderen optischen Sender), um Daten zu übertragen (TX), während das R-Modul nur einen Empfänger enthält, dem ein Senderlaser fehlt, wodurch eine Rückübertragung von Daten verhindert wird (RX). Diese patentierte Architektur macht einen umgekehrten Datenfluss physisch unmöglich, selbst im Falle einer Fehlkonfiguration oder Cybermanipulation.
3. Praktische Anwendungen: ST Engineering Daten Dioden
ST Engineering (Singapore Technologies Engineering) ist ein globales Technologie- und Engineering-Unternehmen, das Lösungen für eine Reihe von Branchen anbietet, darunter Cybersicherheit, autonome Systeme, urbane Mobilität, Verteidigungstechnologien und kritische Infrastrukturen.
ST Engineering hat seine ersten Datendioden 2015 offiziell als Teil seiner Cybersicherheits-Produktpalette auf den Markt gebracht. Die aktuellen Merkmale der Datendioden umfassen:
- Hochgeschwindigkeitsübertragungsraten, die es ermöglichen, große Datenmengen effizient zu verarbeiten, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen - bis zu 10 Gbit/s bei den Modellen 5282/5283.
- Verlustfreie Dateiübertragung, streng getestet, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
- Hoher Datendurchsatz (mehr als 5 TB an Daten pro Tag)
- Konfigurierbare Hochverfügbarkeit (HA) ohne zusätzliche Hardware oder Software, die Redundanz gewährleistet.
- Einfache Wartung - keine Notwendigkeit für Proxys, regelmäßige Updates oder Patches.
- Vielseitigkeit der Protokolle, Unterstützung einer Vielzahl von Protokollen :
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- Netzwerk- und Kommunikationsprotokolle: TCP, UDP, SYSLOG, SNMP Traps, HTTP, HTTP(S), Probe Mode
- Dateiübertragungs- und Speicherprotokolle: Ordner-Spiegelung (SMB, SAMBA), SFTP, FTP, SMTP
- Industrie- und IoT-Protokolle: OPC UA, Kafka, PI System, MODBUS (RS232/TCP), IEC 104, MQTT, RTSP
- Zuverlässig und zertifiziert: ST Engineering Daten Diode 3284 & 5282/5283 sind mit NITES und CC EAL 4+ zertifiziert.
- Integriertes Verwaltungsportal, das eine vereinfachte Bereitstellung und Überwachung ermöglicht.
Dank dieser Merkmale ist die Lösung für verschiedene Anwendungsfälle, von industriellen Abläufen bis hin zu sicheren Regierungssystemen, äußerst anpassungsfähig.
Ab 2025, ST Engineering Datendioden können mit Synchronisationssoftwarelösungen von Connecting Software kombiniert werdenund bietet einen dringend benötigten praktischen Weg zur hochsicheren Synchronisierung.
Weitere technische Details zu diesem Ansatz finden Sie in unserem Blogbeitrag über sichere Synchronisierung von Microsoft Exchange-Servern in datenschutzrechtlich geschützten Umgebungen.
4. Praktische Überlegungen: Einsatz und Unterstützung
Hier finden Sie einige kurze Antworten auf häufig gestellte praktische Fragen zum Einsatz von Datendioden:
- Optionen zur Überwachung: Die Überwachung kann über Syslog, SNMP-Trap oder SMTP-E-Mail-Warnungen auf der Anwendungsebene erfolgen.
- Caching für TCP: Die Cache-Funktion beim Empfänger gewährleistet die Kontinuität der Daten auch bei Verbindungsproblemen.
- Garantie und SLA: Sie sollten prüfen, wie hoch die Standard-Hardware-Garantie ist, und eventuell in Erwägung ziehen, sie durch individuelle Service-Level-Agreements (SLAs) zu erweitern.
5. Schlussgedanken
Datendioden stehen an der Spitze der Innovation im Bereich der Cybersicherheit und bieten eine robuste, hardwaregestützte Lösung zum Schutz sensibler Systeme vor externen Bedrohungen.
Ihr deterministisches, unidirektionales Design gewährleistet einen sicheren Datenfluss, schützt vor Schwachstellen wie der Datenexfiltration und sorgt für die Aufrechterhaltung der Netzwerktrennung, wodurch sie für Branchen wie Verteidigung, Finanzen und kritische Infrastrukturen von unschätzbarem Wert sind.
Also, Sind Datendioden wirklich sicher? Die Antwort lautet: Ja. Es handelt sich um eine hardwaregestützte Lösung, die die Möglichkeit eines umgekehrten Datenflusses ausschließt. Sie bieten eine äußerst zuverlässige Methode zur Absicherung von Air-Gapped- und Hochsicherheitsnetzen.
Ein Beispiel aus der Praxis zeigt, wie ST Engineering Datendioden können jetzt nahtlos in die Synchronisationslösungen von Connecting Software integriert werden-Entriegelung eines sicheren und wirklich praktischen Ansatzes für die hochsichere Synchronisierung.
Wo finde ich weitere Informationen zur Exchange-Synchronisierung?
Über den Autor

Durch Ana Neto
"Ich bin seit 1997 Software-Ingenieur und liebe es, über Technologie zu sprechen und zu schreiben und darüber, wie sie etwas bewirken kann. Wenn Sie Fragen, Kommentare oder Vorschläge haben, nutzen Sie bitte das unten stehende Formular."