Datenschutz in 5G Netzwerken

Traffic und Anzahl an vernetzen Geräten in mobilen Netzwerken sind über die letzten zehn Jahre exponentiell gestiegen. Dieser Anstieg, verbunden mit dem aufkommenden Bedarf an Echtzeitanwendungen mit niedriger Latenz, dem sogenannten „Tactile Internet“, aber auch Videostreaming und das Teilen von multimedialen Inhalten stellen neue Anforderungen an die existenten mobilen Netzwerke. Die nächste Generation der mobilen Kommunikation – 5G – soll daher in der Lage sein, diese neuen Anforderungen zu erfüllen. Im frühen Entwicklungsstadium von 5G sehen wir zwei Herausforderungen bezüglich der Privatsphäre der Nutzer.

5G erlaubt, neben der schnelleren Informationsversorgung, im Vergleich zu seinen Vorgängern eine deutlich genauere Bestimmung des Ortes von mobilen Geräten. Diese Eigenschaft ist wichtig für diverse ortsbasierte Anwendungen, die abhängig von genauen und aktuellen Informationen über ihre unmittelbare Umgebung sind. Beispielsweise verwenden autonome Fahrzeuge Standortinformationen von sich und anderen Fahrzeugen, um Routen zu berechnen und Hindernisse sowie Umfälle zu umfahren. Während diese Funktion größtenteils nützlich ist, stellt sie ein Risiko für mobile Nutzer dar, ihre Standortdaten, sowie ihr Nutzungsverhalten eventuell unbefugten Dritten zur Verfügung zu stellen. Es ist daher unabdinglich das Problem der Standortprivatsphäre im Rahmen der 5G-Umgebung unter Einbezug stärkerer Angreifermodelle neu zu beleuchten.

Weiterhin führt die konventionell zentralisierte Cloud-Netzwerkarchitektur in mobilen Netzwerken zu hoher Latenz für mobile Nutzer. Diese Architekturen sind daher nicht geeignet, um die Latenz von 1ms zu erreichen, die eine zentrale Anforderung für viele typische Anwendungen ist. Diese Herausforderung begründet die Nutzung von lokalen Clouds im Design der 5G-Architektur. Mobile Geräte sind hier stark mit lokalen Rechenressourcen, den lokalen Clouds verknüpft, welche die Informationen der Nutzer verteilen und in andere Datenbanken replizieren. Durch die massive Menge an häufig redundanten Daten, wird die effektive Verwaltung der Standortprivatsphäre in solchen Architekturen eine wichtige Herausforderung.

Dieses Projekt soll das Privatsphäre-Problem in 5G-Netzwerken aus zwei Blickwinkeln betrachten: Der Standortprivatsphäre und der Privatsphäreverwaltung. Für das Problem der Standortprivatsphäre sollen verschiedene Anonymisierungstechniken betrachtet werden, von einfacheren Lösungen wie die häufige Änderung des Geräte-Pseudonyms bis hin zu fortgeschrittenen Techniken gegen stärkere Angreifermodelle, wie beispielsweise dem Einsatz von Verschleierungszonen (sogenannten Mix-Zonen), in denen Mobilgeräte ihre Pseudonyme ändern können, ohne das ein Angreifer in der Lage ist, dies zu beobachten. Für die Privatsphäreverwaltung sollen Möglichkeiten evaluiert werden, Privatsphärerichtlinien zu definieren, die den unerwünschten Zugriff auf rohe Standortdaten verhindern. Weiterhin sollen diverse transparenzverbessernde Techniken verwendet werden, um Nutzern Informationen über die Verwendung, Speicherung und Weitergabe ihrer Daten bereitzustellen. Diese Techniken ermöglichen es Nutzern, ihre eigene Privatsphäre durch die Wahl geeigneter Aktionen zu schützen.