Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektromagnetische Angriffe abwehren

02.12.2013
Elektromagnetische Felder können elektronische Geräte stören oder beschädigen. Die Strahlung ist für den Menschen unsichtbar. Ein neues Messgerät kann jetzt Stärke, Frequenz und Richtung des Angriffs orten.

Wir alle kennen die Kraft elektromagnetischer Angriffe aus dem Kino: George Clooneys Bande legte damit in Ocean‘s Eleven die Stromversorgung von Las Vegas lahm und Keanu Reeves Gefolgsleute hielten so in der Matrix-Trilogie feindliche Kampfroboter von ihrem Raumschiff fern.


Handwerkszeug für die Abwehr elektromagnetischer Angriffe (v.l.n.r.): ein Antennenset (auf Stativ) zum Abtasten der Umgebung, ein Radiowellen-Messgerät zum Verarbeiten der Signale und ein Computer, der die relevanten Daten ausrechnet.
© Fraunhofer INT

Den Filmhelden gelingt das, indem sie einen starken elektro-magnetischen Impuls aussenden. Dieser verändert die Spannung in der Umgebung so, dass Regler, Schalter und Platinen in elektronischen Geräten verrücktspielen. Man kann diese Strahlung weder riechen, schmecken noch fühlen. Die Betroffenen wissen nicht, warum Computer oder Maschinen ausfallen und woher der Angriff kommt.

»Was auf der Leinwand funktioniert, ist auch in der Realität denkbar«, weiß Michael Jöster vom Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT in Euskirchen südlich von Köln. Die Forscher beschäftigen sich dort intensiv mit der Frage, wie diese Angriffe aufgespürt werden können.

Für diesen Zweck haben sie ein Messgerät entwickelt, dass in der Lage ist, Stärke, Frequenz und Richtung der elektromagnetischen Attacke zu bestimmen. Die Anforderungen an die Technik sind groß: Der Detektor muss sehr hohe Feldstärken mit sehr kurzen Impulsen erfassen und darf selbst nicht gestört oder beschädigt werden.

Art, Ort und Dauer der Attacken identifizieren

Zum Demonstrator des INT gehören vier spezielle Antennen, die das Umfeld des zu schützenden Objekts abtasten. Jede deckt einen Bereich von 90 Grad ab und spürt alle Arten von elektromagnetischen Quellen auf. Ein Hochfrequenzmodul bereitet die Signale für eine Messung auf, die ermittelt, wann sich der elektromagnetische Impuls ein- und ausschaltet. Ein per Lichtwellenleiter angeschlossener Computer in einer Überwachungsleitstelle errechnet dann die Werte des Signals und stellt sie auf einem Bildschirm dar. »Wie mit einem sechsten Sinn identifizieren wir Art und Ort der unsichtbaren Angriffsquelle sowie die Dauer der Attacke. Die Betroffenen können diese Informationen verwenden, um rasch geeignete Schutzmaßnahmen einzuleiten«, erklärt Jöster.

Die Bedrohungsszenarien sind real: Kriminelle stören Computernetze von Banken, Börsen oder Unternehmen. Sie sorgen für Verwirrung, um Kontrollpunkte zu passieren oder Alarmanlagen zu überwinden, damit sie in gesicherte Bereiche eindringen können. Einzelne Fälle solcher Angriffe sind bereits dokumentiert: In Berlin knackten Diebe mit Hilfe elektromagnetischer Wellen die Sicherheitssysteme von Limousinen. Ihre Waffen sind nicht größer als ein Koffer.

»High Power Microwave«-Quellen eignen sich zum Beispiel für derartige Attacken. Je nach Feldstärke kann der Angreifer mit diesen »Hochleistungsmikrowellen« mehrere Meter vom Angriffsziel entfernt sein. »Abgestellt am richtigen Ort genügt es dann, einen Knopf zu drücken, der den Impuls auslöst. Ähnlich wie in Ocean‘s Eleven oder Matrix können dann elektronische Systeme im nahen Umkreis ausfallen oder beschädigt werden«, beschreibt Jöster die Gefahr.

Elektronische Geräte halten eine gewisse Strahlung aus. Gemessen wird das in Volt pro Meter (V/m) – der »elektromagnetischen Verträglichkeit« (EMV). Sonst würden sie nicht zuverlässig funktionieren, jedes Gerät andere in unmittelbarer Umgebung stören. Je nach Einsatzgebiet müssen sie deswegen bestimmte EMV-Grenzwerte erfüllen.

Für Anwendungen in der Industrie sind diese deutlich höher als für Alltagsgegenstände wie Smartphones, Fernseher oder Stereoanlagen. Ein Beispiel sind sicherheitsrelevante Bereiche in der Automobiltechnik. »Die Bedeutung von elektronischen Bauteilen wird in Zukunft weiter zunehmen. Die einzelnen Geräte komplett vor elektromagnetischen Strahlen zu schützen, wäre zwar theoretisch möglich, jedoch viel zu teuer. Gefragt sind Systeme, die solche Angriffe aufspüren. Denn nur wer weiß, was ihn angreift, kann darauf auch richtig reagieren«, so Jöster.

Michael Jöster | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/dezember/elektromagnetische-angriffe-abwehren.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Harmonien in der Optoelektronik
21.07.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen
20.07.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten