Secured Indoor Positioning System (SIPS)
Drittmittelprojekt mit Industriebeteiligung

Prof. Dr.-Ing. Matthias Henker

Die Nutzung von Satellitennavigationssystemen (GPS) ist in unserem Alltag nahezu unverzichtbar geworden. So ist das Navigieren auf Straßen, das Finden von Adressen sowie die Verbindung von Standortinformationen mit Suchanfragen mit Hilfe des Smartphones zu typischen Anwendungen geworden. Spätestens innerhalb eines Gebäudes hört dieser Komfort schlagartig auf z.B. beim Finden von Räumen oder des Fahrzeuges auf Parkplätzen innerhalb komplexer Gebäude. GPS gekoppelte Navigationssysteme können hier auf Grund der Notwendigkeit einer Sichtverbindung zum Satelliten wenig unterstützen. Es besteht also das Interesse die Positionsbestimmung und Navigation auch innerhalb von Gebäuden möglich zu machen. Dabei kommen derzeit häufig WiFi oder Bluetooth basierte Verfahren zum Einsatz, um die Satellitennavigationssysteme (Outdoor) in die Gebäude hinein (Indoor) zu erweitern. Die damit erreichbaren Genauigkeiten bei der Positionsbestimmung sind jedoch relativ gering. Mit der Einführung der Ultra Wideband (UWB) Technologie ist es nun möglich, Personen oder Gegenstände, ohne bestehende Sichtverbindung zum Himmel mit einer Auflösung von bis zu 10 cm zu lokalisieren und damit die Lücke von satellitengestützten Systemen im Außenbereich zu Innenräumen hochpräzise zu schließen.

Mit der technischen Möglichkeit präzise Positionsdaten zu ermitteln, können viele neue Anwendungsfälle in den unterschiedlichsten Bereichen wie der Medizintechnik, Automotive, Security sowie im Residential Bereich beim Endkunden erschlossen werden. Im industriellen Umfeld ist es oft notwendig, die Bewegung von Gegenständen in Echtzeit genau zu verfolgen (Asset Tracking) um Logistikprozesse zu optimieren. Ebenso wichtig zu erwähnen ist das People Tracking in der Medizin, sowie auch an sicherheitskritischen Orten wie auf Offshore Anlagen oder Flughäfen. In diesen Anwendungsfällen ist der Einsatz von UWB basierter Positionsbestimmung ein mächtiges Werkzeug, um Prozesse effektiver, sicherer und kostengünstiger abzubilden. Besonders in Bereichen erhöhter Sicherheitsanforderungen können in Verbindung mit modernen Authentifizierungsverfahren Rechtekonzepte hochsicher und effizient umgesetzt werden. Mit der Anwendung der Ultra Wideband Technologie (UWB) können all diese und unzählige weitere Anwendungsfälle umgesetzt werden.

Der Inhalt des SIPS Projekts ist die Entwicklung eines unabhängigen, gesicherten, Multi-Site-fähigen Systems für Geräte mit integrierter UWB-Technologie im industriellen und aber vor allem kommerziellen Umfeld mit Single Sign-On Funktionalität und Schnittstellen zur Anbindung von Mehrwertdiensten für Positionsdaten und einer optionalen Continuous Authentification für sicherheitskritische Anwendungen. Die entstehende SIPS-Plattform ergänzt damit bereits vorhandene Cloud-RTLS-Lösungen um eine lokale Infrastrukturkomponente und steht als Plattform nicht in Konkurrenz zu vorhandenen Lösungen mit spezifischen Anwendungsfällen. Um das zu realisieren sollen bereits existierende Komponenten für UWB basierte Positionsbestimmungskomponenten um Sicherheitsmerkmale erweitert werden. Außerdem soll der Software-Stack mit einer Serverbackend Erweiterung versehen werden, um die Authentifizierungsmechanismen nutzen zu können und die Positionsdaten in übergeordneten Systemen verfügbar zu machen. Die Anbindung der Geräte an eine Public Key Infrastruktur und die Nutzung von Secure Elements auf den Geräten als Secure Key Store sollen die Datenübertragungen verschlüsseln und damit die Integrität der Nutzer und deren sensitiven Daten sicherstellen.

Das primäre Ziel des SIPS Projekts ist es, den Nutzern die Mehrwerte der Indoor Positionsbestimmung unter Berücksichtigung einer strikten Privacy und Security Policy sicher und zuverlässig bereit zu stellen und die Grundlage für eine Sicherheitszertifizierung gemäß Common Criteria zu schaffen. Die Entwicklung eines Demonstrators zum Nachweis der angestrebten Funktionalität soll das SIPS Projekt komplettieren.


EFRE

Deveritec GmbH Dresden

01.07.2018 bis 31.12.2020