Aktuelle Informationen: Zum aktuellen Zeitpunkt stehen für die Betreuung von Abschlussarbeiten im hier dargestellten Themenfeld nur eingeschränkte Ressourcen zur Verfügung.

Hintergrund:
In drahtlosen Kommunikationsnetzen, z. B. WLAN, tauschen miteinander kommunizierende Instanzen, Informationen über den Zustand des Übertragungsmediums aus; sog. Kanalzustandsinformationen. Diese beschreiben den Zustand der Signalausbreitung vom Sender zum Empfänger und bilden auch Veränderungen im Raum durch sich bewegende Personen oder Objekte ab. Diese Informationen lassen sich bei einigen WLAN-Geräten extrahieren und bieten somit die Möglichkeit, mittels normaler WLAN-Endgeräte CSI-Werte zu erfassen und anschließend auszuwerten. Im Bereich der technischen Erfassung und Auswertung von CSI-Werten gibt es viele offene Fragestellungen für die Behandlung im Rahmen studentischer Arbeiten. Das reicht von der Untersuchung der Nutzung dieser Technologie zur Nutzerauthentisierung bis hin zu Analysen der Verletzung der Vertraulichkeit und Privatsphäre.

Mögliche Aufgabenfelder:

Identifikation von Personen und Bewegungen:

• Analyse der Möglichkeiten von Personenidentifikation mittels CSI-Daten anhand von Bewegungsmustern (Gang, Körperhaltung, Körperbau etc.)
• Analyse der Eignung von CSI als weiterer Faktor zur Authentisierung von Personen
• Entwicklung weiterer Angriffs- oder Nutzungsszenarien für die Personenerkennung sowie eventuelle Gegenmaßnahmen
• Analyse von Anzahl und Positionierung von WLAN-Devices im Raum und deren Einfluss auf die Auswertung von CSI
• Erkennung von mehreren Personen oder Personengruppen im Raum
• Analyse von CSI zur Erkennung von Bewegungsabläufen (Gebärdensprache, Tippverhalten, Gesichtsbewegungen)

Raumintegrität:

• Analyse der Möglichkeit zur Überwachung von Veränderungen im Raum zur Sicherstellung der Raumintegrität (Positionierung und Positionsänderung von Gegenständen im Raum, wie Möbel etc.)
• Entwicklung von möglichen Setups zur Positionierung von WLAN-Devices zur Überwachung des Raumes (Positionierung der Sender im Raum, Anzahl notwendiger Sender, Einfluss der Raumgröße etc.)
• Analyse von Störquellen und Einflussfaktoren unterschiedlicher Materialien und Geräte
• Lokalisierung von Gegenständen mittels CSI
• Untersuchung von Angriffen auf die Nutzung von CSI zur Wahrung der Raumintegrität sowohl im privaten als auch im öffentlichen oder betrieblichen Umfeld

Hardwareanalyse/Weiterentwicklung Testumgebung:

• Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Versuchsumgebung
• Fusionierung der CSI-Daten mit Video- oder Fotodaten
• Analyse und Entwicklung von Störmöglichkeiten
• Analyse unterschiedlicher Filtermöglichkeiten für die Vorverarbeitung der CSI-Daten zur Auswertung mittels maschinellem Lernen und Deep Learning

Art der Arbeit:
Praktikum; Praktikum + Bachelorarbeit; Praktikum + Masterarbeit

Nützliche Vorkenntnisse:
abhängig von der Aufgabenstellung: Python/C(++) , Digitale Signalverarbeitung, (Drahtlose) Kommunikationstechnologien, WLAN, Machine Learning (insbesondere Deep Learning), CUDA, vertiefte Statistikkenntnisse

Studienrichtung:
Informatik, Technische Informatik, Nachrichtentechnik, Informations- und Elektrotechnik, Physik, Mathematik

Ansprechpartner/-in:
Britta Sennewald, Tobias Werner, Timo Hoß, Prof. Markus Ullmann
Referat D 11: Bewertungsverfahren für Anwendungen von eID-Technologien

Für die Durchführung von Praktika und Abschlussarbeiten im Bereich von CSI ist eine regelmäßige Anwesenheit in den Laboren des BSI erforderlich. Für die Einarbeitung in das jeweilige Thema sollte ein mindestens 4-wöchiges Praktikum vor Beginn der Abschlussarbeit durchgeführt werden. Insgesamt soll für die Durchführung von Praktikum und Abschlussarbeit ein Gesamtzeitraum von mindestens 6 Monaten vorgesehen werden.