Verbundvorhaben RESISTANT: Resilient zero-trust avionics platform supported by digital security twins and aircraft-SOCs; Teilvorhaben RESISTANT.UST: Entwicklung und Validierung eines Zero-Trust Security-Konzepts für eine sicherheitskritische, adaptive, selbstkonfigurierende Plug&Fly-Avionikplattform

Abstract

Das Projekt RESISTANT, durchgeführt vom Institut für Luftfahrtsysteme (ILS) der Universität Stuttgart (UST), hatte zum Ziel, neue Methoden und Algorithmen zu entwickeln, um selbstorganisierende, adaptive Avionikplattformen wie die Plug&Fly-Avionik (PAFA) gegen Cyberbedrohungen resilienter zu machen. Dies umfasst Schutzmaßnahmen für Design-, Auslegungs- und Konfigurationsprozesse sowie für den laufenden Betrieb. Auf Basis des Security-by-Design-Prinzips wurde ein ganzheitliches Konzept entwickelt und in einer Laborumgebung erfolgreich getestet. Die Arbeiten umfassten eine cybersichere Topologieerkennung, ein über Metamodelle integriertes Security Monitoring sowie Metriken zur Auto-Isolation kompromittierter Geräte, verknüpft mit der bestehenden Rekonfiguration. Die Virtuelle Security Autorität (VSA) zur Erzeugung relevanter Zertifizierungsartefakte nach Luftfahrtstandards wurde über die neu entwickelte, automatisierten Risk-Assessment-Methode MACSFIRE umgesetzt, als Open-Source-Software veröffentlicht und ebenfalls validiert. Das Gesamtprojekt, die erweiterte PAFA-Plattform sowie MACSFIRE wurden 2026 auf dem BMWE-Stand der ILA präsentiert. Die Ergebnisse führten zu mehreren Publikationen auf internationalen Fachkonferenzen und fließen weiterhin in Fachzeitschriften, eine Dissertation sowie die Lehre (u. a. einen Kurs zur Cybersicherheit komplexer Avioniksysteme) ein. Das Projekt ermöglicht es Doktoranden, an zukunftsweisenden Avionikkonzepten zu forschen und dieses Wissen langfristig in die Luftfahrtindustrie einzubringen. In RESISTANT konnten für alle benötigten Methoden Proof-of-Concept-Implementierungen erfolgreich erbracht werden, wenngleich bis zur industriellen Anwendung weitere Forschungsarbeiten unter reellen Angriffsszenarien erforderlich sind. The RESISTANT project, conducted by the Institute of Aircraft Systems (ILS) at the University of Stuttgart (UST), aimed to develop new methods and algorithms to make self-organizing, adaptive avionics platforms like Plug&Fly Avionics (PAFA) more resilient against cyber threats. This includes protective measures for design, dimensioning, and configuration processes as well as for ongoing operation. Based on the security-by-design principle, a holistic concept was developed and successfully tested in a laboratory environment. The work included cyber-secure topology recognition, security monitoring integrated via metamodels, as well as metrics for the auto-isolation of compromised devices, linked with the existing reconfiguration. The Virtual Security Authority (VSA) for generating relevant certification artifacts according to aviation standards was implemented via the newly developed, automated risk assessment method MACSFIRE, published as open-source software, and likewise validated. The overall project, the expanded PAFA platform, and MACSFIRE were presented in 2026 at the BMWE booth at the ILA. The results led to several publications at international scientific conferences and continue to be incorporated into scientific journals, a dissertation, and teaching (including a course on the cybersecurity of complex avionics systems). The project enables doctoral students to research pioneering avionics concepts and to bring this knowledge into the aviation industry in the long term. In RESISTANT, proof-of-concept implementations were successfully achieved for all required methods, although further research under real attack scenarios is required before industrial application can take place.