ETH Zurich : Computer Science : Pervasive Computing : Distributed Systems : Education : Student Projects : Abstract

Schlüsselvereinbarung in Sensornetzen (S)

Status: Abgeschlossen

Thema dieser Arbeit ist die Umsetzung verschiedener Protokolle zur Schlüsselvereinbarung in Sensornetzen.

Die Vereinbarung gemeinsamer Schlüssel ist die Voraussetzung für sichere Kommunikation in einem Kommunikationsnetz. Sensornetze sind solche Kommunikationsnetze, allerdings mit besonderen Eigenschaften. Die einzelnen Sensoren bestehen im wesentlichen aus einem Mikrocontroller, einigen wenigen Kilobyte Programm- und Datenspeicher, einer Kommunikationsschnittstelle und einer Batterie. Ein Beispiel dafür sind die an der ETH entwickelten BTnodes. Durch ihre besonderen Eigenschaften, insbesondere die schwankende Verfügbarkeit von Knoten, die begrenzte Energieversorgung, Rechenleistung, Kommunikationsreichweite und Speicherkapazität stellen Sensorknoten besondere Anforderungen an Sicherheitsprotokolle und Mechanismen zur Authentisierung und Verschlüsselung. Asymmetrische Kryptographie ist in vielen Fällen zu aufwendig. Daher beruhen die neueren Vorschläge auf symmetrischer Kryptographie.

Eine wichtige Voraussetzung ist die Vereinbarung von gemeinsamen Schlüsseln zwischen Kommunikationspartnern, sei es eine Basisstation, die mit Sensoren kommunizieren will, oder Sensoren, die untereinander Daten austauschen wollen. Für diese Schlüsselvereinbarung gibt es mehrere verschiedene Verfahren, die in dieser Arbeit auf ihre praktische Umsetzparkeit hin untersucht werden sollen.

Ziel der Arbeit ist es, zwei verschiedene Verfahren zu analysieren und auf einer Plattform für Sensornetze zu implementieren. Dabei stellen sich die folgenden Teilaufgaben:

• Portierung der notwendigen kryptographischen Basisroutinen.
• Schaffung eines Rahmens zur Kommunikation von Sensorknoten untereinander sowie zur Basisstation mit einer Schnittstelle zur Visualisierung.
• Implementierung von Routinen zur initialen Datenverteilung.
• Vereinbarung von paarweisen Schlüsseln.
• Reinitialisierung des Sensornetzes.

Diese Arbeit stellt relativ hohe Ansprüche an die Programmierfähigkeiten (C, C++, Java) und setzt die Bereitschaft voraus, sich mit der Programmierung unter C auf ressourcenbeschränkten Hardware-Plattformen zu beschäftigen.