Photonische Sensorlösung zum Schutz von terrestrischen Satelliten-Kommunikationssystemen
Fokus liegt auf der Absicherung von Empfängermodulen für das europäische Satellitennavigationssystem Galileo.
Im Rahmen des Projekts „Optical Tamper Protection für PRS Security Module“ OTP II entwickelt das Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut HHI zusammen mit seinen Partnern eine innovative sensorische Dünnglasfolie für den Schutz von sicherheitsrelevanten terrestrischen Satelliten-Kommunikationssystemen. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf der Absicherung und Sicherheitssteigerung von Empfängermodulen für das europäische Satellitennavigationssystem Galileo. Das von Oktober 2024 bis März 2026 laufende Projekt wird mit insgesamt 1,7 Millionen Euro vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert, wovon 543.000 Euro auf das Fraunhofer-HHI entfallen.
Galileo ist das weltweit erste Satellitennavigationssystem unter ziviler Kontrolle. Es bietet präzise Ortungs- und Zeitdienste, die in kritischen Bereichen wie Verkehr, Kommunikation und Sicherheit eine entscheidende Rolle spielen. Zudem stellt Galileo die technologische Unabhängigkeit Europas sicher und unterstützt Anwendungen wie Such- und Rettungsmissionen.
Zur Nutzung von Galileo sind spezielle Empfängermodule erforderlich, die „Public Regulated Service“-Module. Diese müssen mit den höchsten Sicherheitstechnologien ausgestattet sein, um auch unter schwierigen Bedingungen oder bei absichtlicher Signalstörung eine sichere und stabile Nutzung zu gewährleisten.
Das Fraunhofer-HHI und OHB Systems hatten im Vorgängerprojekt OTP bereits eine photonische Schutztechnologie zur durchgängigen Überwachung mobiler PRS-Sicherheitsmodule entwickelt. Diese „Optical Tamper Protection“ nutzt eine optische Sensorhülle aus ultradünnem Glas, die die sensiblen elektronischen Komponenten in einem sicheren Bereich umgibt. Mithilfe optischer Signale können Verletzungen oder Verformungen der Hülle in Echtzeit erkannt werden.
Im aktuellen Projekt OTP II wird diese Technologie mit neuen Partnern weiterentwickelt. Ziel ist die Integration einer „Physical Unclonable Function“ PUF, die auf einem einzigartigen, nicht kopierbaren physikalischen Merkmal basiert und wie ein Fingerabdruck funktioniert. Diese Funktion ermöglicht eine kryptografisch sichere Initialisierung aus einem stromlosen Zustand. Ein solcher stromloser Start ist besonders wichtig, um auch nach Stromausfällen oder in energiebegrenzten Situationen einen durchgehenden Schutz zu gewährleisten.
Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Entwicklung von Prozessen zur thermischen 3D-Umformung der sensorischen Dünnglasfolien. Damit soll eine vollständige dreidimensionale Einkapselung der PRS-Sicherheitsmodule realisiert werden. Zusätzlich arbeiten die Forscher an der Optimierung der Zuverlässigkeit und Robustheit der Sensorik, um verschiedene Angriffsszenarien zu erkennen und Fehlalarme zu minimieren.
Darüber hinaus arbeiten die Projektpartner an der Miniaturisierung der optischen Komponenten und deren Integration unterhalb des Siegels in Kombination mit der Elektronik. Zusätzlich evaluieren sie kostengünstige OTP-Komponenten, um die Technologie wirtschaftlicher zu gestalten. Ziel ist es, eine anwendungsbereite und erschwingliche Lösung zu entwickeln, die möglichst vielen Nutzer einen sicheren Zugang zu essenziellen Infrastrukturdiensten ermöglicht.
Die entwickelte Technologie kann auch in anderen sicherheitsrelevanten Systemen eingesetzt werden, die von hoher nationaler, wirtschaftlicher oder gesellschaftlicher Bedeutung sind. Beispiele dafür sind Kryptotelefone, Smart-Meter Gateways, Schließsysteme, Alarmsysteme, Kassensysteme und verschlüsselte Festplatten.
Fh.-HHI / RK
