Sicherheit auf der physikalischen Ebene durch künstliches Rauschen unterstützte Strahlformung

Ein stetig wachsender Teil der heute verwendeten modernen Kommunikationssysteme basiert auf drahtlosen Technologien, bei denen kleinere tragbare elektronische Geräte zum Einsatz kommen. Infolgedessen wird die Notwendigkeit, eine leichtgewichtige Sicherheitsstrategie für diese Systeme bereitzustellen, zu einem immer wichtigeren Problem. Dieses Buch konzentriert sich auf zwei Techniken, die zu einem aktiven Forschungsbereich gehören, der als Physical Layer Security (PLS) bekannt ist. Während die zugrundeliegenden Techniken von PLS schon seit einiger Zeit bekannt sind, müssen ihre potenziellen Vorteile für die Geheimhaltung weiter untersucht werden. Die erste PLS-Technik, die in dieser Arbeit betrachtet wird, ist das Beamforming, das durch MIMO-Mehrantennensysteme (Multiple Input Multiple Output) ermöglicht wird. Hier kann ein Sender das Informationssignal in die Richtung des beabsichtigten Empfängers fokussieren und gleichzeitig die Qualität des von einem potenziellen Abhörer wahrgenommenen Signals verringern. Neben der Strahlformung wird auch die Technik des künstlichen Rauschens (AN) untersucht. Bei AN muss der Sender zusätzlich zum Informationssignal ein zufälliges Rauschsignal erzeugen, um die Fähigkeit eines Abhörers, das an den beabsichtigten Empfänger gerichtete Informationssignal zu erkennen und zu dekodieren, weiter zu beeinträchtigen.