Sichere Mobilfunkkommunikation für ein Fahrzeugleitsystem

Zusammenfassung

Kommunikationsfähige Fahrzeugleitsysteme werden als Schlüsseltechnik zur Steigerung der Kapazität und der Sicherheit von Transportsystemen erachtet. Die beiden wichtigsten topologischen Ansätze zur Vernetzung von Komponenten im entstehenden Internet der Dinge sind Ad-hoc- und Infrastrukturnetze, die in verschiedenen Anwendungen spezifische Vor- und Nachteile aufweisen. Etablierte Verschlüsselungsmethoden haben sich entweder als unsicher erwiesen oder es fehlen Echtzeitfunktionen, wenn sie in verteilten Automatisierungssystemen des IoT verwendet werden. Das einzig nachweislich sichere Konzept der perfekt sicheren Verschlüsselung wurde aufgrund praktischer Hürden bisher nicht umfassend eingesetzt. In Übereinstimmung mit bestehenden Standards wird eine Kommunikationsarchitektur für Fahrzeugleitsysteme vorgestellt, die eine perfekt sichere Verschlüsselung ermöglicht und Echtzeitanforderungen für die drahtlose Kommunikation erfüllt. Die Kernkomponenten sind eine zentrale Instanz, die alle Teilnehmer authentifiziert und die erforderlichen Schlüssel verteilt sowie eine auf Relaisstationen basierende Übertragungsinfrastruktur. Anhand verschiedener Szenarien wird gezeigt, dass die für eine ausreichend lange Betriebsdauer eines Fahrzeugs erforderlichen Schlüssel auf Speichermedien mit gängigen Kapazitäten bevorratet werden können. Sensitivitätsanalysen zeigen, dass die Verschlüsselung mit dem One-Time-Pad im vorliegenden Anwendungsfall Vorteile gegenüber dem AES aufweist und diesen bei der Verarbeitungsdauer sogar übertreffen kann.