Verschlüsselung in drahtlosen Sensornetzen

Einleitung

In drahtlosen Sensornetzen werden verschiedenste Daten mithilfe von Sensorknoten aufgenommen, verarbeitet, gespeichert und versendet. Die Sensorknoten bestehen dabei in der Regel, aus einem Mikrocontroller, einem Funktransceiver mit Antenne, diversen Messaufnehmern, Datenspeicher und Energieversorgung. Die aufgezeichneten und übermittelten Daten können dabei teilweise sehr privat sein und sollten nicht von jedem mitgelesen werden können.

Es liegt daher nahe, die zu versendenden Daten zu verschlüsseln. Die beschränkten Ressourcen der Sensorknoten können sich dabei als hinderlich erweisen und aktuelle komplexe und rechenintensive Verschlüsselungsverfahren werden sich nicht ohne weiteres adaptieren lassen.

Aufgabenstellung

In dieser Arbeit soll zunächst ein Überblick über mögliche Verschlüsselungsverfahren im Bereich der drahtlosen Sensornetze gegeben werden und die jeweiligen Anforderungen betrachtet und bewertet werden. Es sollte dabei sowohl auf eine „Ende-zu-Ende“-Verschlüsselung als auch auf eine Verschlüsselung zwischen zwei direkt benachbarten Knoten eingegangen werden.

Im weiteren Verlauf der Arbeit soll dann eine adäquate Verschlüsselung der Funkübertragung auf realen Sensorknoten implementiert werden. Dafür sind auch entsprechende Hardware-Routinen des verwendeten Funkchips zu nutzen. Für die Implementierung stehen modifizierte Sensorknoten des Typs „Atmel AVR-Raven“ zur Verfügung, die mit einem neueren Radio-Transceiver ausgestattet wurden (Atmel RF231), der bereits eine Hardware-Unterstützung für Verschlüsselung bietet.

In einer abschließenden Evaluation sind Möglichkeiten und Grenzen sowie die Leistungsfähigkeit der implementierten Lösung aufzuzeigen.

Auf am Institut vorhandene Arbeiten soll dabei - soweit möglich und sinnvoll - zurückgegriffen werden.

• Implementierung und Evaluierung eines Bundle-Protokolls für Sensorknoten
• Unterbrechungstolerante drahtlose Sensornetze
• Entwicklung eines universellen drahtlosen Sensorknotens