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Applied Physical Layer Orthogonal frequency division multiplexing Encryption

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Garantierte Sicherheit für Funksignale

Die Sicherheit bei der kabellosen Datenübertragung ist ein zunehmend wichtigeres Thema. Neue Masking-Technologien, die mithilfe von EU-Finanzmitteln entwickelt wurden, versprechen perfekte Geheimhaltung.

Digitale Wirtschaft

Herkömmliche Verschlüsselungsalgorithmen, die bei oberen Schichten der meisten Funksysteme der vierten Generation (4G) eingesetzt werden, wurden aufgrund der integrierten Rechenkomplexität als nahezu unknackbar angesehen. Eine neue Generation Super-Hacker hat jedoch gezeigt, dass diese Annahme falsch ist.Kürzliche Entwicklungen auf Basis der Informationstheorie haben gezeigt, dass die Verschlüsselung der physischen Schichten (an der Signalebene) eine perfekte Geheimhaltung der Datenübertragung bieten kann. EU-geförderte Wissenschaftler des Projekts "Applied physical layer orthogonal frequency division multiplexing encryption" (APLOE) erforschten diese und andere Verschlüsselungstechnologien, die für eine nachweisbare Geheimhaltung im Datenaustausch genutzt werden können.Konzepte zur physikalischen Schichtsicherheit nutzen die Eigenschaften des kabellosen Mediums einschließlich Flackern oder Rauschen. Um die Leistung zu bewerten, legten die Wissenschaftler die Geheimhaltungskapazität als die höchste Kommunikationsrate fest, bei der es "Verschlüsselung gibt, die gleichzeitig einen zuverlässigen Informationsaustausch mit einem zulässigen Benutzer und eine perfekte Geheimhaltung vor Hackern garantiert".Die ursprüngliche Arbeit konzentrierte sich auf Systeme, die orthogonales Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) verwenden, bei dem ein Signal aufgelöst, verschlüsselt und über mehrere Anbieterfrequenzen gesendet wird. Die meisten 4G-Funksysteme wie Produkte mit langer Entwicklung verwenden es.APLOE schlug das maskierte-OFDM-System vor, bei dem OFDM-Signale durch Masking mit einem nicht-orthogonalem FDM-Signal der ungefähr selben allgemeinen Bandweite praktisch unauffindbar werden. Die Ergebnisse lassen tatsächlich bahnbrechende Rückschlüsse über die erste Arbeit an physikalischer Schichtsicherheit hinaus zu. Es wurde aufgezeigt, dass die Geheimhaltungskapazität mit dem strukturierten Störer sogar noch höher lag als mit einem Maskierer, der ein Signal aussendet, das Rauschen ähnelt. Wissenschaftler erforschten verschiedene andere Gebiete der Sicherheit von Funknetzwerken und erlangten neue Einblicke in zusätzliche Anwendungen von physikalischer Schichtsicherheit (PLS), Auswirkungen auf Übertragungsraten und erreichbare Geheimhaltungskapazität.Das Team erreichte alle seine Ziele und wies den Weg zur Umsetzung perfekter Geheimhaltung bei der Funkkommunikation, die einen riesigen weltweiten Markt und zahlreiche Wirtschaftsbereiche abdeckt. Die vorgeschlagenen PLS-Technologien erhöhen das Vertrauen in die sichere Datenübertragen und fördern den E-Commerce, das Internet-Banking, E-Healthcare und eine breite Palette weiterer Dienstleistungen, die die Lebensqualität der EU-Bürger verbessern und die führende Stellung der EU in der Informations- und Kommunikationstechnologie untermauern.

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