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Spreizspektrum

In einigen Anwendungen wird statt einer Frequenz ein Spektrum von Frequenzen erzeugt; diese Technik wird als Spreizspektrum (Spread Spectrum) bezeichnet. Hierzu gibt es verschiedene Varianten.

Im einfachsten Fall wird das Signal über mehrere Frequenzbänder gleichzeitig ausgestrahlt, und der Empfänger versucht auf allen vereinbarten Frequenzbändern gleichzeitig zu empfangen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit vermindert, dass eine Störung auf einem Frequenzband eine Übertragung behindert. Allerdings werden dadurch u.U. andere Frequenzbänder vorsätzlich gestört und das Übertragungsmedium (hier das Frequenzband) schlecht ausgenutzt. Dieses Verfahren wurde z.B. in militärischen Anwendungen eingesetzt

Eine andere Variante des Spreizspektrums wechselt nach vereinbartem Schema die Frequenz (Frequency hopping oder Frequenzsprungverfahren), in der Regel durch einen Pseudo-Zufallszahlengenerator, welcher von Sender und Empfänger gleichermaßen initialisiert wird. Dadurch wird die Störung aufgrund von zufälligen Störfrequenzen vermindert. Dieses Verfahren soll auch zur Erhöhung der Sicherheit beitragen. Da jedoch (in dieser direkten Form) ein Lauscher durch Abhören des Äthers dieses einfach beobachten und die Parameter des bekannten Zufallszahlengenerators berechnen kann, dürfte dieses das Abhören nur erschweren, aber mit entsprechendem technischen Aufwand nicht unmöglich machen.

Eine dritte Variante des Spreizspektrums ersetzt jedes Bit der Daten durch mehrere Bits im Basiskanal, wodurch dessen Bandbreite entsprechend vergrößert werden muss; man nennt dieses Verfahren Direct-Sequence. Diese zusätzlichen Bits werden durch eine gemeinsame Zufallszahlenbitfolge errechnet und ermöglichen es wiederum einem Angreifer nur mit zusätzlichem Aufwand, die tatsächlich gesendete Information zu ermitteln. Bestimmten Angriffstechniken wie solchen mit bekanntem Klartext dürfte dieses jedoch keinen großen Widerstand entgegensetzen.

Verfahren mit Spreizspektren werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z.B. beim GSM oder WLAN (IEEE 802.11).