Robuste Detektion von bösartigem Verhalten in verteilten Funknetzen.

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Holger Boche; Professor Dr.-Ing. Slawomir Stanczak
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234874366

Das Projekt ist darauf ausgerichtet, sichere Architekturen für drahtlose Sensornetze (z.B. im industriellen Bereich zur Erfassung von Fehlern in Produktionsabläufen) und kognitive Radiosysteme unter der Verwendung einer breit gefächerten Auswahl von analytischen Methoden besser zu verstehen. Bei der Entwicklung von Sicherheitslösungen für drahtlose Kommunikationsnetze müssen deren einzigartigen Eigenschaften und ihre grundlegenden Einschränkungen mit berücksichtigt werden. Die Kernprämisse des vorliegenden Forschungsvorhabens ist, dass derartige Lösungen nur dann effizient und zuverlässig sein können, wenn sie erstens mit fehlerhaften/unvollständigen Informationen zurechtkommen und zweitens die knappen Funkressourcen für die Detektion und Klassifizierung optimal nutzen, einschließlich einer geeigneten Priorisierung geschützter Netzelemente. Der erste Schritt in diesem Forschungsvorhaben ist die Erarbeitung eines allgemeinen statistischen Modells zur Erfassung von verschiedenen Fehlfunktionen, Angriffen und abnormalen Verhaltensmustern in drahtlosen Kommunikationsnetzen. Dieses Modell wird als Startpunkt und als eine gemeinsame Grundlage für die Entwicklung und Anwendung verschiedener Methoden des maschinellen Lernens und der Inferenzstatistik dienen. Die Analyse wird sich dann mit dem Anomaliedetektionsproblem unter dem Aspekt der optimalen Nutzung von Ressourcen in drahtlosen Kommunikationsnetzen beschäftigen, mit dem Bestreben die Sicherheit mit der Netzoptimierung auf der Systemebene zu koppeln. Folglich wird die statistische Schätz- und Entdeckungstheorie mit der Optimierungstheorie, Spieltheorie und Informationstheorie kombiniert. Die Hauptherausforderung bei der Entwicklung der zugrundeliegenden Verfahren resultiert vor allem aus der Tatsache, dass einzelne Funkknoten nur über begrenzte und möglicherweise fehlerhafte Informationsdaten verfügen, die sich zusätzlich durch hohe Variabilität auszeichnen. Daher werden verteilte Lösungen gefordert, welche die Daten aus verschiedenen Funkknoten kombinieren und im Netz effizient verarbeiten. Somit wird die Variabilität in den aggregierten Daten entsprechend verringert, was die Wahrscheinlichkeit der Detektion einer Attacke oder eines sicherheitsrelevanten Problems erhöht. Schließlich soll das Projekt Anreizmechanismen entwickeln und untersuchen, mit dem Ziel, eine Kooperation der beteiligten Entscheidungsträger bei der Detektion/Erkennung von Sicherheitsproblemen zu gewährleisten. Hierzu werden Spieltheorie, Sicherheitsspiele und neue Methoden aus der Mechanismus-Design-Theorie genutzt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen