Description (deu)
Angesichts des rasanten Wachstums des Marktes für Hausautomatisierungssysteme (HAS) und Internetof-Things (IoT)-Geräte und der zunehmenden Ausstattung von Haushalten mit diesen Technologien, steigt
auch die Attraktivität dieser Systeme für potenzielle Angreifer. Diese Entwicklung unterstreicht die dringende Notwendigkeit, die Sicherheit dieser Geräte zu erhöhen, die derzeit hauptsächlich durch Authentifizierungsmechanismen mit geheimen Schlüsseln geschützt werden. Diese Methoden bieten jedoch keinen
Schutz gegen die Manipulation der analogen Schnittstellen, was eine signifikante Sicherheitslücke darstellt.
Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel dieser Arbeit, aufbauend auf den Vorarbeiten von Ruotsalainen et al.
das Konzept des sensorseitigen Wasserzeichens zur kontinuierlichen Authentifizierung zu entwickeln und
zu implementieren, um HAS und IoT-Geräte vor physischer Manipulation zu schützen [1].
Der methodische Ansatz umfasste die Implementierung und Anpassung des Wasserzeichenkonzepts für
eine kontinuierliche Authentifizierung. Durch die schrittweise Erprobung der einzelnen Komponenten des
Konzepts, die Erweiterung um ein HAS-Gateway und die anschließende Integration in ein Gesamtkonzept
konnte die Umsetzung erfolgreich realisiert werden.
Umfangreiche Tests wurden durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit des Systems sowohl unter Normalbedingungen als auch unter spezifischen Angriffsszenarien zu evaluieren. Diese Tests haben gezeigt, dass das
System im Normalbetrieb mit einer Bit Error Rate (BER) nahe Null Prozent und einer daraus resultierenden False Negative Rate (FNR) von 0% bei Raumtemperatur eine hervorragende Performance aufweist. In
den Angriffsszenarien bestätigte eine BER von ca. 50% die erfolgreiche Erkennung von Manipulationsversuchen, was die Effektivität des entwickelten Authentifizierungssystems unterstreicht. Herausforderungen
traten bei extrem niedrigen Temperaturen auf, wo ein signifikanter Anstieg der BER beobachtet wurde, was
die Notwendigkeit unterstreicht, das System für ein breiteres Spektrum von Umgebungsbedingungen zu
optimieren.
Zusammenfassend liefert diese Arbeit einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Sicherheit von HAS
und IoT-Geräten durch die Implementierung eines innovativen Authentifizierungskonzepts basierend auf
sensorseitigen Wasserzeichen. Zukünftige Forschungsarbeiten könnten sich darauf konzentrieren, das System für extremere Bedingungen zu optimieren und das Konzept auf ein breiteres Spektrum von Anwendungsfällen auszuweiten, um die Sicherheit weiter zu erhöhen.