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Auf sichere Mobilfunkkommunikation gestütztes Fahrzeugleitsystem / Titelei/Inhaltsverzeichnis
Auf sichere Mobilfunkkommunikation gestütztes Fahrzeugleitsystem / Titelei/Inhaltsverzeichnis
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I–XIV
Titelei/Inhaltsverzeichnis
I–XIV
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1–5
1 Sicherheit im Internet der Dinge
1–5
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1.1 Kommunikation in der Automatisierungstechnik
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1.2 Drahtlose Kommunikation beweglicher Objekte
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1.3 Angreifbarkeit der Funkschnittstelle
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1.4 Einsatz perfekt sicherer Verschlüsselung
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1.5 Anwendungsgebiet Fahrzeugleitsystem
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1.6 Beitrag der Arbeit und weitere Anwendungsgebiete
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6–35
2 Anforderungen an Fahrzeugleitsysteme
6–35
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2.1 Geometrische Vorbetrachtung
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2.2 Allgemeine Anforderungen
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2.3 Beteiligte Akteure
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2.3.1 Fahrer und Passagiere
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2.3.2 Fahrzeuge
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2.3.3 Vermittlungstechnik
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2.3.4 Administration
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2.4 Anforderungen an die Netztechnik
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2.4.1 Funktechnik
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2.4.2 Topologie und Routing
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2.4.3 Identifikatoren und Adressen
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2.5 Anforderungen an die funktionale Sicherheit
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2.5.1 Funktionsanalyse
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2.5.2 Gefahren- und Risikoanalyse
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2.5.3 Sicherheitsziele und Automotive Safety Integrity Levels
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2.5.4 Funktionales Sicherheitskonzept
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2.5.5 Technisches Sicherheitskonzept
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2.6 Anforderungen an die Informations- und Kommunikationssicherheit
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2.6.1 Allgemeine Schutzziele
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2.6.2 Weitere Schutzziele
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2.6.3 Schlüsselerzeugung und -verteilung
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2.6.4 Authentisierung und Authentifizierung
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2.6.5 Autorisierung
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2.6.6 Ver- und Entschlüsselung
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2.6.7 Nachrichtenübertragung
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2.7 Anforderungen an die Informationsverarbeitung
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2.7.1 Datenspeicher
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2.7.2 Datenverarbeitungsgeräte
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2.7.3 Skalierung
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2.8 Zusammenfassung der Anforderungen
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2.8.1 Infrastrukturmodus anstatt Ad-hoc-Netz
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2.8.2 Symmetrische anstatt asymmetrischer Verschlüsselung
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2.8.3 Formale Sprache anstatt Freitext
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36–56
3 Stand der Technik in Wissenschaft und Praxis
36–56
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3.1 Sicherheit mechatronischer Systeme
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3.1.1 Informations- und kommunikationstechnische Sicherheit
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3.1.2 Funktionale Sicherheit
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3.1.3 Echtzeit in der Automatisierungstechnik
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3.1.4 Systemintegration von Fahrzeugleitsystemen
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3.2 Struktur informationsverarbeitender Systeme
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3.2.1 Automatisierungspyramide
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3.2.2 Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0
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3.2.3 Open Systems Interconnection-Modell
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3.2.4 Internetprotokollfamilie und TCP/IP-Referenzmodell
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3.3 Informationsübertragung durch drahtlose Kommunikationsnetze
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3.3.1 Physikalische Möglichkeiten und Grenzen
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3.3.2 Topologie
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3.3.3 Identifizierung und Routing
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3.3.4 Synchronisierung und Konsens
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3.3.5 Nachrichtenübertragung in Verkehrssystemen
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3.4 Informationssicherheit durch angewandte Kryptologie
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3.4.1 Paradigmen und kryptografische Sicherheit
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3.4.2 Authentifizierung und Autorisierung
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3.4.3 Bedrohungen für die IKT-Sicherheit und deren Abwehr
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3.5 Zwischenfazit
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3.5.1 Forschungslücke
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3.5.2 Entwicklungsziel
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57–74
4 Die Sichere Kommunikationsarchitektur für Fahrzeugleitsysteme SIKAF
57–74
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4.1 Organisatorische Struktur
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4.1.1 Hoheitliche Behörde
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4.1.2 Betreiber von Mobilfunkkommunikation
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4.1.3 Fahrzeuge
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4.2 Technischer Aufbau
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4.2.1 Zentral ausgerichtete Architektur
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4.2.2 Identifizierung und Authentifizierung der Teilnehmer
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4.2.3 Anbindung des Relais
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4.2.4 Informationsverwaltung in den Fahrzeugen
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4.3 Übertragungsprotokolle
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4.3.1 SIKAF-P (OSI-Schichten 5 bis 7)
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4.3.2 Vermittlung und Transport (OSI-Schichten 3 und 4)
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4.3.3 Netzzugang (OSI-Schichten 1 und 2)
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4.4 Nachrichten
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4.4.1 Nachrichtenstruktur
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4.4.2 Klassifizierung der Nachrichten
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4.4.3 Formale Sprachdefinition
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4.5 Kryptografische Absicherung
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4.5.1 Maskenerzeugung und Maskenverteilung
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4.5.2 Maskensperrung
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4.5.3 Maskierung
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4.5.4 Demaskierung
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4.6 Datenübertragung
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4.6.1 Betrachtung der Teilstrecken
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4.6.2 Multicast und Broadcast
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4.6.3 Filterung
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4.7 Zusammenfassung der Eigenschaften von SIKAF
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75–113
5 Implementierung und Evaluierung
75–113
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5.1 Entwurf angepasster Testverfahren
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5.1.1 Testverfahren zur Evaluierung der Maskierung und Demaskierung
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5.1.2 Testverfahren zur Evaluierung der Datenübertragung
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5.1.3 Testverfahren zur Evaluierung der Datenverarbeitung
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5.2 Prototypische Implementierung
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5.2.1 Eingesetzte Hardware
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5.2.2 Betriebssystem
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5.2.3 Formale Sprache für Nachrichten
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5.2.4 Exemplarische Nachrichten
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5.2.5 Klassifizierung von Nachrichteninhalten
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5.2.6 Benötigte Maskengröße
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5.2.7 Softwarearchitektur
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5.3 Funktionale Sicherheit von Fahrzeugleitsystemen
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5.3.1 Status und Abgrenzung
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5.3.2 Vermeidung systematischer Fehler
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5.3.3 Beherrschung zufälliger Fehler
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5.3.4 Induktive und deduktive Fehleranalyse
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5.4 Anwendungen und Geschäftsmodelle
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5.4.1 Ausstattung der Fahrzeugflotte
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5.4.2 Basis- und Komfortfunktionen
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5.5 Zusammenfassung von Evaluierung und Implementierung
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114–118
6 Gesamtzusammenfassung und Ausblick
114–118
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6.1 Einordnung der Architektur
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6.2 Möglichkeiten und Grenzen der Architektur
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6.3 Technische Erweiterungen
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6.4 Neue Konzepte für dezentrale autonome Systeme
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6.5 Schlussbetrachtung
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119–136
Literaturverzeichnis
119–136
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Auf sichere Mobilfunkkommunikation gestütztes Fahrzeugleitsystem , page I - XIV
Titelei/Inhaltsverzeichnis
Autoren
Christoph Maget
DOI
doi.org/10.51202/9783186872104-I
ISBN print: 978-3-18-387210-7
ISBN online: 978-3-18-687210-4
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