Satellitennavigation Sensorische Dünnglasfolie schützt Empfängermodule eines Satelliten

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Mit einer sensorischen Dünnglasfolie wollen Forscher sicherheitsrelevante terrestrische Satellitenkommunikationssysteme schützen. Im Mittelpunkt steht dabei die Sicherung der Empfängermodule des europäischen Satellitennavigationssystems Galileo.

Galileo ist das weltweit erste Satellitennavigationssystem unter ziviler Kontrolle. Es bietet präzise Ortungs- und Zeitdienste, die eine Genauigkeit im Meterbereich ermöglichen. Damit findet das Satellitensystem Einsatz in der kritischen Infrastruktur sowie der Kommunikation und Sicherheit. Zudem stellt Galileo die technologische Unabhängigkeit Europas sicher und unterstützt Anwendungen wie Such- und Rettungsmissionen. Das System besteht aus 30 Satelliten, welche die Erde in einer Höhe von 23.616 km umkreisen.

Zur Nutzung von Galileo sind spezielle Empfängermodule erforderlich, die sogenannten Public-Regulated-Service- (PRS-)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.

Mehr Sicherheit mit einem nicht kopierbaren physikalischen Merkmal

Das Fraunhofer HHI und OHB Systems hatten im Vorgängerprojekt OTP bereits eine photonische Schutztechnologie zur durchgängigen Überwachung mobiler PRS-Sicherheitsmodule entwickelt. Diese sogenannte „Optical Tamper Protection“ (OTP) 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.

Dreidimensionale Einkapselung der Sicherheitsmodule

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 Forschenden 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 Nutzern einen sicheren Zugang zu essenziellen Infrastrukturdiensten ermöglicht.

Das Projekt von Oktober 2024 bis März 2026 laufende Projekt wird mit insgesamt 1,7 Mio. Euro vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert, wovon 543.000 Euro auf das Fraunhofer HHI entfallen. (heh)

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