Produktpiraterie und Urheberrechtsschutz im Zeitalter des 3D-Drucks

Von Michael Petch
- 22. Sep 2016 - 6 min-LEKTÜRE

Der Versuch, mit Fälschungen unlautere Profite zu machen, ist wohl so alt wie der Warenhandel selbst. 2015 waren weltweit knapp 900.000 gefälschte Euro-Scheine im Umlauf. Eine Studie der OECD schätzte den Wert des internationalen Handels mit gefälschten Waren und Raubkopien im Jahre 2013 auf 461 Mrd. USD – das entspricht rund 2,5 % des gesamten Welthandels.

Dabei denkt man zunächst an Handtaschen, Armbanduhren, Markenkleidung, Spielzeug und natürlich Falschgeld. Tatsächlich ist zur Herstellung gefälschter Geldscheine heutzutage wenig mehr als ein 2D-Tintenstrahldrucker erforderlich. Mit der Erfindung und zunehmenden Verbreitung des 3D-Drucks, mit dem sich von Flugzeugkomponenten bis hin zu Gemälden praktisch alles herstellen lässt, was das Herz begehrt, entsteht nun ein vollkommen neuer Markt für Fälschungen – und ruft im Gegenzug Organisationen und Wissenschaftler auf den Plan, um bestehende Lücken im Urheberrecht und generell im Schutz von geistigem Eigentum zu schließen.

3D printing intellectual property pirate with handbags

„Der Handel mit Fälschungen ist grundsätzlich weitaus lukrativer als etwa der Handel mit Kokain oder Heroin, weil die potentielle Kundschaft dafür viel größer ist“, so Sharon Flank, die Geschäftsführerin der Firma InfraTrac, die sich auf die Bekämpfung des Handels mit im 3D-Druck hergestellten Produktfälschungen spezialisiert hat. „Schließlich ist es eher unwahrscheinlich, dass zum Beispiel Sie oder ich harte Drogen kaufen würden.“

Herkömmliche Maßnahmen zum Schutz vor Fälschungen wie Hologramme und Lasermarkierungen seien dem Arsenal, das Fälschern heute zur Verfügung stehe, längst nicht mehr gewachsen, berichtet Flank. „Sicherheitssiegel, die mit dem bloßen Auge sichtbar sind, dienen zur Beruhigung des Kunden, sind aber in aller Regel vollkommen wirkungslos.“

Deswegen hat Flanks Firma einen Fälschungsschutz auf der Basis chemischer Fingerabdrücke entwickelt, die sich mithilfe eines Taschenspektroskops verifizieren lassen. „Stellen Sie sich ein 3D-gedrucktes Objekt als ein Marmeladenbrot mit mehreren Schichten vor“, erläutert Flank. „Der chemische Fingerabdruck ist wie ein Extraklecks Marmelade, den wir unter der obersten Brotscheibe verstecken.“

Dieser „Klecks“ wird nicht auf die gesamte Schicht gestrichen, sondern nur auf einer kleinen Stelle angebracht und im Zuge des 3D-Druckverfahrens unter der Oberfläche verborgen. Zur Einbettung des InfraTrac-Sicherheitssiegels in der digitalen Vorlage ist es erforderlich, dass der Hersteller mit mindestens zwei Werkstoffen druckt. Werden beispielsweise ABS- und PLA-Filamente bzw. -Tinten verarbeitet, so kann das Siegel aus einem „Klecks“ PLA an einer Stelle bestehen, an der ansonsten nur ABS verwendet wird. Dieses Siegel wird dann in einer Datenbank gespeichert, sodass das Druckerzeugnis an jedem beliebigen Punkt der Lieferkette gescannt und validiert werden kann.

3D printing intellectual property locked treasure chest

Fälschungssicherung entlang der digitalen Lieferkette

Das Problem der 3D-Raubkopien betrifft keineswegs nur Verbraucherprodukte, sondern beispielsweise auch Teile für Windturbinen, Industrieroboter oder Autos. Je mehr sich die additive Fertigung auch im industriellen Bereich durchsetzt, desto wichtiger werden zuverlässige Maßnahmen zur Gewährleistung der Echtheit sämtlicher Bauteile.

So ist zum Beispiel denkbar, dass Autohersteller bereits in nicht allzu ferner Zukunft ihren gesamten Ersatzteilekatalog in digitalisierter Form zur Verfügung stellen. Statt Ersatzteile bestellen und längere Lieferfristen in Kauf nehmen zu müssen, könnten Autowerkstätten sie mit den entsprechenden Geräten einfach ausdrucken. Das würde den Verbrauchern zwar ärgerliche Wartezeiten ersparen, ist aber aus Sicht der Autohersteller weit weniger attraktiv, solange kein ausreichender Fälschungsschutz gewährleistet ist. Der Aftermarket im Automobilbereich ist ein renditestarker und hart umkämpfter Geschäftsbereich, in dem Fahrzeughersteller und Erstausrüster mit Anbietern billigerer Nachbauteile konkurrieren müssen und daher auf der Suche nach geeigneten Schutzmechanismen sind.

Ein Konzept, wie InfraTrac es anbietet, könnte hier Abhilfe schaffen, indem die entsprechende Technologie zur Verifizierung digitaler Druckvorlagen in den Bordcomputer integriert würde.

Flanks Unternehmen arbeitet bereits mit Kunden aus der Medizintechnik, Luftfahrt-, Automobil-und Rüstungsindustrie zusammen.

Cyberangriffe mit verheerenden Auswirkungen 

Sein volles Potential als treibende Kraft der nächsten Industriellen Revolution – Stichwort Industrie 4.0 – wird der 3D-Druck erst entfalten können, wenn zuverlässige Methoden entwickelt werden, Raubkopierern und Hackern einen Strich durch die Rechnung zu machen. Hersteller müssen nicht nur wichtige Bauteile etwa für den Flugzeugbau oder die Medizintechnik über die gesamte Lieferkette hinweg nachverfolgen und den Einbau gefälschter Teile unterbinden können, sondern sich auch vor Cyberangriffen auf Entwürfe und Arbeitsabläufe schützen, die zu ihrem geistigen Eigentum zählen. Dabei gilt es mehrere Schwachstellen bzw. potentielle Angriffsvektoren zu berücksichtigen.

3D printing intellectual property wheel

Zum einen sind dies die Industriesteuersysteme (ICS), die in der industriellen Fertigung zur Überwachung und Steuerung von Arbeitsabläufen eingesetzt werden. Im Rahmen des Übergangs zur „Industrie 4.0“ werden 3D-Drucker zunehmend in die entsprechenden Netzwerke eingebunden, die beunruhigend anfällig für Hackerangriffe sind, wie der Experte für Cybersicherheit in der Industrie, Brad Hegrat, in einem im Rahmen der „B-Sides“-Initiative in Cleveland gehaltenen Vortrag erläutert: „Das ist ungefähr so, wie wenn man das kleinste Kind im Kindergarten schikaniert. Es geht ganz leicht, aber jeder, der auch nur ein bisschen Anstand hat, fühlt sich hinterher schlecht.“

„Wir schauen uns an, was alles schiefgehen kann“, so der Werkstoffwissenschaftler Nikhil Gupta, der an der New York University Ingenieurwissenschaften lehrt und als Mitglied der Arbeitsgruppe für Cybersicherheit Ideen zum Schutz dieser Systeme entwickelt. „Das Ändern der Druckausrichtung in böswilliger Absicht und das bewusste Herbeiführen von Fehlern sind zwei mögliche Angriffswege mit potentiell verheerenden Auswirkungen.“ Die Tragweite dieser Auswirkungen hängt natürlich nicht zuletzt vom Verwendungszweck der betroffenen Druckteile ab – man möchte sich gar nicht ausmalen, was passieren könnte, wenn sie beispielsweise in einem Flugzeugmotor eingesetzt werden sollen!

Die zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP), etwa Ultraschallprüfungen und industrielle Computertomographie, die derzeit zur rechtzeitigen Feststellung und Behebung solcher Fehler an kritischen Werkstücken angewandt werden, sind ggf. nicht in der Lage, kleinere Mängel zu entdecken, die im Zuge des Druckverfahrens verursacht werden, warnt Gupta. Daher gehen seine eigenen Verbesserungsvorschläge über die Überwachung des Fertigungsverfahrens zur Aufdeckung unbefugter Eingriffe hinaus. Hierzu sei eine engmaschige Kontrolle sowohl der digitalen Druckvorlage als auch der Druckereinstellungen erforderlich, um Defekten vorzubeugen, die etwa durch Änderungen der Stromspannung oder Temperatur verursacht werden.

„Cybersicherheit ist ein Katz-und-Maus-Spiel“, so Gupta. Er empfiehlt der Fertigungsbranche, sich ein Beispiel an den Finanzdienstleistern zu nehmen, die auf diesem Gebiet bereits erhebliche Fortschritte erzielt hätten. Systeme müssten in die Lage versetzt werden, durch integrierte Authentifizierungsprotokolle zwischen Kernkomponenten wie etwa Werkstoff und Drucker bzw. Druckvorlage und Druckerzeugnis auf den bloßen Verdacht eines Netzwerkangriffs zu reagieren.

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Die Lust am Regelbruch

Ob es sich um Angriffe auf Hard- oder Software, ethisch motivierte „White-Hats“ oder kriminelle „Black-Hats“ handelt: Allen Hackern gemeinsam ist die Lust am Ausreizen der Grenzen des eigentlichen Verwendungszwecks eines bestimmten Gegenstands – und sei es ein Spielzeug für Kinder. Dabei gibt es eine nicht unerhebliche Schnittmenge zwischen der Hacker-Mentalität und der Community von 3D-Druck-Tüftlern.

Aus Sicht der Hacker ist jeder Versuch, Urheberrechte und geistiges Eigentum zu schützen, eine Herausforderung. Zwischen den Cyberpiraten entbrennt dabei oftmals ein regelrechter Wettkampf, wer als erster den Kopierschutz einer neu veröffentlichten Software knackt.

Die Technologie von InfraTrac ist ein vielversprechender Ansatz zur wirksamen Bekämpfung dieser digitalen Freibeuterei.

Aufgrund der nahezu unendlichen Auswahl an Markierungsstoffen sowie der Komplexität der Peanutbutter-und-Marmelade-Kombinationen sei eine erfolgreiche Fälschung so gut wie unmöglich, versichert Flank.

Noch hat der 3D-Druck in den meisten Fertigungsbetrieben – geschweige denn Privathaushalten – nicht in den Alltag Einzug gehalten. Angesichts der rapiden Ausbreitung dieser Technologie und ihres erwiesenen Missbrauchpotentials wäre es jedoch brandgefährlich, sich hier auf die Kraft der Trägheit zu verlassen.

In vielen Branchen scheine man darauf zu vertrauen, dass „das Problem sich in Wohlgefallen auflösen werde, wenn wir es ignorieren“, erzählt Flank. Hier aber gilt ganz eindeutig: Vertrauen ist gut – zumindest für die Fälscher und Raubkopierer, die es für betrügerische Machenschaften missbrauchen –, Kontrolle ist besser.

 

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