Frequenzhüpfer

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  • taupe
    Cold Warrior
    • 15.07.2005
    • 531

    #1

    Frequenzhüpfer

    Eines der beliebten Verfahren, um sich dem gegnerischen Lauschangriff zu entziehen, ist das Frequenzsprungverfahren.
    Die Idee dahinter ist eigentlich ja erschreckend einfach:
    Sender und Empfänger sind immer auf die gleiche Frequenz eingestellt. Soll nun eine Übertragung erfolgen, so beginnt der Sender Daten zu senden - allerdings nur für eine kurze Zeit. Dann wechseln Sender als auch Empfänger gleichzeitig die Frequenz und die Übertragung wird fortgesetzt. Wie der Name des Verfahrens schon sagt, kann dabei fröhlich durch das gesamte Frequenzspektrum gesprungen werden. Die zu übertragenden Daten werden dazu eben in Pakete aufgeteilt, wobei jedes dieser Pakete auf einer anderen Frequenz gesendet wird. Schließlich bleibt noch die Möglichkeit, diese Pakete in beliebiger Reihenfolge auf die Reise zu schicken, d.h. der Beginn einer Nachricht muss nicht zwangsläufig im ersten Paket und das Ende im letzten Paket stecken. Am Ende zählt für den Empfänger ja nur, dass er die Nachricht komplett erhalten hat.

    Um mal die zeitlichen Größenordnungen klar zu machen:
    ein langsames (!) Verfahren macht dabei bis zu 200 Sprünge pro Sekunde, ein schnelles sogar einige tausend. Dabei werden üblicherweise einige hundert Frequenzen genutzt, wobei nach Möglichkeit das gesamte zur Verfügung stehende Frequenzband genutzt wird.

    Der Effekt, den dieser Aufwand hat, liegt klar auf der Hand: Der Gegner wird es schwer haben alle kommunizierten Daten abzufangen und vielleicht noch schwerer wiegend: seine Möglichkeiten der Kommunikationsstörung sind ungleich erschwert worden.

    Wichtig ist natürlich, dass der Gegner nicht etwa ein Muster in den Sprüngen erkennen kann, weshalb i.d.R. hier pseudozufällig generierte Frequenzabfolgen zum Einsatz kommen.

    Und schließlich muß der Empfänger ja auch immer wissen, zu welcher Frequenz er als nächstes springen muss. Hierzu gibt es mehrere Möglichkeiten: Entweder wird an Sender und Empfänger ein ganzes "Bündel" von Frequenzen vorab eingestellt und dann gewissermaßen abgearbeitet oder die nächste Frequenz wird im aktuellen Datenpaket in codierter Form mitgesendet.

    Das mag jetzt so klingen, als sei ein solches frequenzagiles Verfahren das Non-Plus-Ultra. Dem ist aber leider nicht so. Denn wenn der Gegner es darauf anlegt, kann er sehr wohl auch hier stören. Die "brute force"-Methode ist dabei sicher, das ganze genutzte Frequenzband mit einem Breitbandstörsender zu stören, aber auch andere Störverfahren können effektiv sein.

    Um dem zu entgehen, ist die entscheidende Stellschraube die Verweildauer auf einer einzelnen Frequenz. Doch diese kann auch nicht beliebig kurz gehalten werden, da es auch immer zu Unregelmäßigkeiten bei der Wellenausbreitung kommen kann. Deshalb und weil vielleicht die aktuelle Sprungfrequenz schon von einem anderen Nutzer belegt ist, kann es zu Störungen kommen. Demzufolge muß das Verfahren auch über geeignete Methoden zur Fehlererkennung verfügen (ähnlich Netzwerkprotokollen).
    Ferner sind natürlich alle übertragenen Daten verschlüsselt.

    Bleibt noch eine besondere Variante, die schon während des II WK erfolgreich im Agentenfunk (aber dort auch später noch...) zum Einsatz kam, die sog. Burst-Übertragung. Hierbei liegt der Witz darin, eine Information noch weiter zu komprimieren und auf verschiedenen Frequenzen zu übertragen, z.B. ein schnell abgespieltes Tonband. Eine solche Übermittlung ist quasi nicht mehr zu erfassen, geschweige denn gezielt zu stören...

    Gruß

    Michael
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    Gruß

    Michael


    Demokratie braucht Lärm
    Montesquieu
  • ar8001
    Rekrut
    • 23.11.2005
    • 34

    #2
    Das ist so nicht ganz richtig.

    Es werden schon seit geraumer zeit empfänger mit einer hf-fft verwendet.
    weiterhin werden hanze hf-bereiche digital aufgezeichnet.
    somit kann man zwar die hopper nicht mehr in echtzeit zusammensetzen, aber mit einer leichten verzögerung ist das kein problem mehr!
    die neusten system zeichnen ein band von bis zu 6 GHz (!!!!) in echtzeit digital auf.

    verschlüsselungen ist ein anderes thema. kg58 ist schon "unkackbar" ...und bei den neuen verfahren sieht es noch viel schlimmer aus.

    im übrigen sind auch die spread-verfahren via hf-fft auffindbar



    Zitat von taupe

    Bleibt noch eine besondere Variante, die schon während des II WK erfolgreich im Agentenfunk (aber dort auch später noch...) zum Einsatz kam, die sog. Burst-Übertragung. Hierbei liegt der Witz darin, eine Information noch weiter zu komprimieren und auf verschiedenen Frequenzen zu übertragen, z.B. ein schnell abgespieltes Tonband. Eine solche Übermittlung ist quasi nicht mehr zu erfassen, geschweige denn gezielt zu stören...

    Gruß

    Michael

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    • taupe
      Cold Warrior
      • 15.07.2005
      • 531

      #3
      Danke für das Update

      Gruß

      Michael
      Gruß

      Michael


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      Montesquieu

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      • FEK
        Cold Warrior
        • 02.09.2005
        • 279

        #4
        Man muß dazusetzen, dass sich parallel zur Übertragungs und Verschlüsselungstechnik auch solche entwickelt, welche aufklärt, stört und entschlüsselt.
        Es stellt sich auch die Frage sind Maßnahmen des Abfangens gegnerisch Funkverkehrs und dessen Entschlüsselung überhaupt noch erforderlich, wenn sich die erforderlichen Informationen auch auf anderem Wege beschaffen lassen, oder wenn der Erhalt der Informationen zum Zeitpunkt ihrer Entschlüsselung bereits wertlos ist. Und das selbst wenn es schnell geht.

        FEK

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        • taupe
          Cold Warrior
          • 15.07.2005
          • 531

          #5
          Zitat von FEK
          wenn sich die erforderlichen Informationen auch auf anderem Wege beschaffen lassen,FEK

          Hallo,

          woran denkst du hier - Humint?

          Sicher, eine menschliche Quelle hat Vorzüge, aber auch Nachteile.
          Keine Ahnung, ob es während des kalten Krieges leichter war zu lauschen, statt Agenten in das jeweilige Land einzuschleusen - ich bin kein insider, aber ich kann mir gut vorstellen, dass man seinerzeit alle Register zog, um an die Informationen zu kommen, die man haben wollte - oder?

          Was die "Zukunftssicherheit" von Abhörmaßnahmen angeht - so habe ich stark das Gefühl, dass sich einfach der Fokus ein wenig verschoben hat, will sagen die Ziele sind etwas andere
          Der Datenmüll wird zuküntig sicher auch nicht unerheblich sein, wenn man minütlich soundsoviel Millionen Gespräche und emails abfangen und durch Wortfilter jagen kann, dann ist die "Ausbeute" sicher sehr dürftig...Da liegt die Zukunft wohl in einer weitgehend automatisierten Analyse, spekuliere ich jetzt mal
          Gruß

          Michael


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          • FEK
            Cold Warrior
            • 02.09.2005
            • 279

            #6
            Zitat von taupe
            Hallo,

            woran denkst du hier - Humint?
            auch an Humint. Manchmal habe ich den Eindruck, es genügt die Zeitung genau zu lesen um zu wissen was passiert. Die Kriege gegen Jugoslawien, Afghanistan un den Irak wurde derartig offen vorbereitet und derartig massiv vorgetragen, dass man sich ernstaft fragt, ob Aufklärung überhaupt noch notwendig und sinnvoll ist.
            Standorte von Militär kann man sich praktisch zeitaktuell aus dem Internet laden und die "modernen" Krieger haben ständig aktuelle Lagefotos aus dem Kosmos.
            Gegen die Nadelstiche moderner "Partisanen" nutzt auch modernste Aufklärungstechnik absolut nichts.

            FEK

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            • taupe
              Cold Warrior
              • 15.07.2005
              • 531

              #7
              ->Manchmal habe ich den Eindruck, es genügt die Zeitung genau zu lesen um zu wissen was passiert

              Hallo,

              deshalb beschäftigen unsere Dienste ja auch abteilungsweise hauptamtliche Zeitungsleser...Hauptabteilung xx
              Ich dachte da eher an den Einsatz der Sigint-Fähigkeiten im Sinne der jeweils heimischen Wirtschaft.
              Gruß

              Michael


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              • martinS
                Rekrut
                • 03.08.2006
                • 4

                #8
                Hallo

                das Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping) ist eine in der Militärtechnik schon lange bekannte Variante der Spread-Spektrum-Verfahren.
                Heute wird vorallem Direct-Sequence-Spread-Spectrum verwendet. Dazu wird das Nutzdatensignal mit einem Pseudozufallscode (Spreizcode, PN-Code) multipliziert/moduliert, dessen Frequenz mindestens über hundert, eher über mehrfach tausendfach über dem Nutzdatensignals liegt. Im Empfänger muß dieser Code bekannt sein. Der Empfänger muß sich in Frequenz und Phasenlage mit dem Sender synchronisieren, was technisch ziemlich aufwändig ist. (Ich habe mich im Rahmen meines Studiums damit beschäftigt) Vorteil dieses Verfahrens ist eine höhere Störsicherheit als bei dem Frequenzsprungverfahren, bzw es ist möglich mit solch kleinen Sendeleistungen zu arbeiten, dass die Übertragung von fremden, die den Spreizcode mit all seinen Parametern nicht kennen, nicht entdeckt wird. Die Übertragung liegt unter dem Rauschen. Mit einem Scanner etdeckt man solche Übertragungen als nicht. Desweiteren können auf der selben Frequenz mehrere Übertragungen unabhängig und gleichzeitig voneinander erfolgen. Heute werden solche Verfahren auch in der kommerziellen Technik angewendet, z.B. bei UMTS.

                Eine Einführung können folgende Links bieten:




                News und Foren zu Computer, IT, Wissenschaft, Medien und Politik. Preisvergleich von Hardware und Software sowie Downloads bei Heise Medien.





                Heutzutage verwenden viele moderne kommerzielle Kommunikationssysteme in irgend einer Form ähnliche Spreiztechniken. Über die genaue Funktionsweise in allen Einzelheiten erfährt man allerdings auch in spezieller Fachliteratur nicht sehr viel. Die Hersteller halten sich sehr bedeckt und Autoren von Fachliteratur sind Theoretiker, die selbst noch nie ein entsprechendes System selbst entworfen haben.

                MfG
                Zuletzt geändert von martinS; 03.08.2006, 17:16.

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                • taupe
                  Cold Warrior
                  • 15.07.2005
                  • 531

                  #9
                  Hallo Martin,

                  erstmal willkommen im Forum

                  Sehr interessant, was du da zu den 'spread sprectrum'-Verfahren geschrieben hast!

                  Allerdings tue ich mich mit deiner Zuordnung etwas schwer, vielleicht auch nur mißverständlich formuliert
                  Jedenfalls fasse ich die Verfahren der Breitbandspreizung lediglich als ein anderes freqeunzagiles Verfahren als das Frequenzsprungverfahren auf und nicht als übergeordnete Verfahrensklasse?

                  Aber die Links, die du gepostest hast, sind wirklich klasse. Einige kannt ich noch nicht. Wäre nett, wenn du die pdfs in die Eloka-Database und die Links in die Eloka-Linkliste posten könntest. Merci.

                  Zur Breitbandspreizung/Codespreizmodulation fällt mir noch ein, insbesonder nachdem ich das mit dem 'liegt unter dem Rauschen' laß.
                  Laut Nachrichtentheorie kommt es ja bei der Übertragung eines Binärzeichens nicht auf seine Form, sondern alleine auf seinen Energiegehalt an = Fläche im Spektrum. Die Verteilung auf der Frequenzachse spielt dabei keine Rolle. Und das wirklich schöne an diesem Verfahren ist, dass man durch Modulation die Signalleistungsdichte so weit auffächern kann, dass sie kleiner als die Rauschleistungsdichte wird, dennoch Informationsübertragung möglich ist - aber nur, wenn man den zugehörigen Code 'hat' .

                  Ich hab mal was gelesen, dass es auch Kombinationen aus Spread-Spectrum und Frequenz hopping Verfahren geben soll ?

                  Das Erpeilen eines Spread-Spectrum-Senders ist ja zumindest theoretisch möglich, aber praktische Anwendungen sollte es ja eigentlich auch geben...
                  Gruß

                  Michael


                  Demokratie braucht Lärm
                  Montesquieu

                  Kommentar

                  • martinS
                    Rekrut
                    • 03.08.2006
                    • 4

                    #10
                    Hallo taupe,

                    in der mir bekannten Fachliteratur wird der Begriff Spread-Spectrum allgemein gebraucht, was auch logisch ist. Darunter fällt das Frequenzsprungverfahren und das Direct-Sequence-Spread-Spectrum-Verfahren. Bei beiden wird ja die nötige Bandbreite vergrößert (auch wenn die Störsicherheit von Direct-Sequence-Spread-Spectrum höher ist). Spread-Spectrum (oder Bandspreizung) ist somit ein Überbegriff für Verfahren dieser Art. Selbstverständlich sind auch Kombinationen dieser und anderer Verfahren denkbar.
                    Ganz allgemein gilt, dass die Störsicherheit zunimmt, wenn man die Bandbreite vergrößert. Dies bedeutet auch, dass man durch Vergrößerung der Bandbreite die Datenrate bei gleichbleibender Störsicherheit erhöhen kann. Leider gehen die Begriffe Datenrate und Bandbreite durch Unkenntnis bei vielen Leuten durcheinander. Besonders durch die Informatiker werden die Begriffe Datenrate und Bandbreite fälschlicherweise gleichgesetzt oder durcheinander geworfen.

                    Wenn du dich für die Theorie interessierst, empfehle ich dir das
                    Handbuch der Spread-Spectrum Technik
                    von Alois M. J. Goiser
                    Das Buch ist in vielen Bibliotheken ausleihbar. Der Schwerpunkt des Buches liegt bei Direct-Sequence-Spread-Spectrum.

                    viele Grüße

                    Kommentar

                    • taupe
                      Cold Warrior
                      • 15.07.2005
                      • 531

                      #11
                      Ah, ok,
                      so rum betrachtet, geht das auf
                      Mir war als 'Klasse' nur frequenzagil bekannt, was ja letztlich auf größere Bandbreite rausläuft und schwups stimmts wieder.
                      Mal sehen, ob ich denn Goiser in meiner Stammbibliothek bekomme.
                      Gruß

                      Michael


                      Demokratie braucht Lärm
                      Montesquieu

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                      • ar8001
                        Rekrut
                        • 23.11.2005
                        • 34

                        #12
                        Also auch hier muss ich sagen das man das klar trennen sollte!
                        SpreadSpectrum und Frequenzsprungverfahren sind zwei verschiedene paar schuhe!

                        Richting ist das beide verfahren mit einander gekoppelt werden können etc.
                        das würde hier aber deutlich zuweit gehen, weil dann müsste man noch über TDMA (Time Devision Multipelx) etc. reden.

                        Frequencyhopper = Nach einem bestimmten Zeit udn Frequenzschlüssel wechseln Sender und Empfänger Syncron die Frequenz. Die aufgesetzen verfahren können unterschiedlicher art sein.

                        SpreadSpectrum = Iste in Frequenz"Spreiz" Verfahren. Hier sind beispielsweise die Sender nicht einmal mit einem Spectrumanalyser erkennbar, da sich der Sender im Grundrauschen quasi versteckt.

                        So, ich hoffe ich konnte das ganze etwas einfacher erklären

                        73
                        mike
                        zzzz

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