Funksignale mit eigenem Schlüssel

Eine Gruppe von Forschern des Lehrstuhls Funkkommunikation und Navigation der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) wurde bei der 22. WiMob mit dem Best Paper Award ausgezeichnet. Mit ihrem Best Paper Award prämiert die internationale Konferenz herausragende Forschungsergebnisse aus dem Bereich der Funkkommunikation. Das Kaiserslauterer Autorenteam um Sachinkumar Mallikarjun, Christoph Lipps, Marvin Reski, Sneha Bhattacharjee, Andreas Weinand und Hans Schotten erhielt den Preis für seine Grundlagenarbeit zum Aufbau einer sicheren Datenkommunikation via Funk ohne klassische Kryptographie.

Lösung für sichere Kommunikation

In ihrem Papier mit dem Titel „Keep Private Networks Private II: Wideband Secret Key Generation on a Real 5G NR Testbed“ legen die Wissenschaftler dar, wie sich eine sichere Kommunikationsverbindung ohne die typische Ver- und Entschlüsselung mittels eines vorher ausgetauschten, definierten Schlüssels aufbauen lässt. Dabei nutzen sie die Eigenschaften des Netzwerks und der Funksignale.

Bei der Verbindung zwischen Basisstation und Endgerät gleichen sie die Funksignale des Empfängers und des Senders wechselseitig miteinander ab. Beispielsweise Reflexionen, Brüche oder Bewegungen im Netz verleihen den Funksignalen auf ihrem Weg typische Eigenheiten, eine einzigartige Charakteristik. Diese Individualität des jeweiligen Signals nutzen die Wissenschaftler als Instrument, um die Exklusivität der Datenkommunikation zwischen Endgerät und Basisstation abzusichern. Es braucht also keinen zuvor ausgetauschten, „festen“ Schlüssel, sondern jede Verbindung generiert kontinuierlich eine eigene Verschlüsselung („Perfect Forward Secrecy“).

Forschungsergebnis relevant für 6G-Entwicklung

„Das Verfahren ermöglicht eine Schlüsselerzeugung ohne vorherigen Schlüsselaustausch und ohne Abhängigkeit von einer zentralen Schlüsselinfrastruktur“, erklärt Mallikarjun, der bei der Konferenz die Forschungsergebnisse vorstellte und den Preis für die Autorengruppe am 15. Oktober entgegennahm. Mit dieser Methode werde eine sichere Kommunikation ohne traditionelle Kryptographie möglich. Nutze man die bestehenden Eigenschaften des Netzes und der Funksignale auf diese Weise, spare dies also überdies die Systemressourcen, die ansonsten für die zusätzliche Kryptographie notwendig sind.

Darüber hinaus ergeben sich aus der Forschung auch Erkenntnisse für die Arbeit am neuen Mobilfunkstandard 6G. „Ein Teil der Arbeit fließt in Überlegungen ein, wie Sicherheitsmaßnahmen in einem 6G-Netzwerk ausgestaltet werden können“, sagt Mallikarjun. Die prämierten Wissenschaftler repräsentieren das europäische 6G-Forschungsnetzwerk Sustainet-guardian, den in Kaiserslautern ansässigen 6G-Forschungshub „Open6GHub+“, das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz sowie die RPTU mit dem Lehrstuhl Funkkommunikation und Navigation von Professor Schotten.

WiMob 2026 und Best Paper Award

Die WiMob 2026 (International Conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications) lief vom 14. bis 16. Oktober im französischen Avignon. Die Konferenz widmet sich der drahtlosen Kommunikation, Vernetzung und Kommunikation. Sie bildet als etabliertes Branchenevent ein internationales Forum des Austauschs für Wissenschaftler und Entwickler. Im Vorfeld ruft sie dazu auf, wegweisende wissenschaftliche Beiträge einzureichen, diskutiert diese vor Ort und vergibt den Best Paper Award.

Foto: Bei der WiMob mit dem Best-Paper-Award ausgezeichnet: Sachinkumar Mallikarjun (Mitte) mit den Professoren Samuel Pierre (links) und Abderrahim Benslimane von der WiMob-Organisation. (Quelle: privat)