Schulen, Museen und Flughäfen könnten demnächst in Sachen Sicherheit durch WLAN-Netzwerke profitieren. US-Forscher haben eine Methode entwickelt, durch die sie mittels WLAN-Signalen potenziell gefahrbringende Objekte sowie Waffen und Sprengstoff aufspüren können. In Fokus steht dabei die spezifische Veränderung des Signals als Reaktion auf beispielsweise Metallobjekte oder Flüssigkeiten.
WLAN für Sicherheit in Schulen und Museen
Bisherige Methoden verwenden Terrahertz- und Röntgenstrahlung, um Passagiere und Gepäck nach Auffälligkeiten zu durchleuchten. Selbst spezielle Radarroboter kommen unter Umständen zum Einsatz. Diese Anwendungen sind für öffentliche Räume wie Museen oder Schulen allerdings zu aufwendig. Dabei könnte WLAN Abhilfe schaffen.
Der Vorteil: Auch die Radiowellen der Funknetze werden von Materialien reflektiert beziehungsweise je nach Beschaffenheit einer Oberfläche modifiziert. Den Einsatz von WLAN zum Sicherheitscheck haben die amerikanischen Forscher Chen Wang und sein Team von der Rutgers University nun demonstriert.
Wie funktioniert WLAN als Sicherheitsdetektor?
Der wichtigste Bestandteil für das Aufspüren gefährlicher Gegenstände sind die Informationen, die die Channel State Information (CSI) des WLAN-Signals beinhaltet. Dort finden sich „Informationen über die Amplitude und die Phase der Funksignale“, sagen Wang und seine Kollegen. Die CSI „spiegelt so die verschiedenen Interferenzen wider, die durch das Material und die Form von Objekten entstehen“, so Wang.
Für den Aufbau werden lediglich ein normaler WLAN-Sender sowie zwei bis drei Empfängerantennen benötigt. Das verdächtige Gepäckstück wird dann direkt zwischen dem Transmitter und einer der Antennen platziert. Die WLAN-Signale können auf diese Weise den Tascheninhalt durchlaufen und werden durch dessen spezifische Beschaffenheit modifiziert.
Gekoppelt ist das System mit einem lernfähigen Algorithmus, der aus den Signalveränderungen ermittelt, ob sich im Gepäckstück metallische Objekte oder Flüssigkeiten befinden.
Test zeigten bis zu 98 Prozent Erfolgsquote
Die absolvierten Tests mit verschiedenen Gepäckstücken und 15 unterschiedlichen Gegenständen darin führten zu einer 95- und 98-prozentigen Erfolgsquote in Bezug auf Flüssigkeiten und Metallobjekte.
In einem zweiten Test konnte auch die Form der jeweiligen Objekte durch das WLAN-Signal festgestellt werden. Hierzu wurden Transmitter und Antenne näher zusammengeführt und das Gepäck seitlich davon abgelegt. Auf diese Weise reflektieren die Gegenstände im Gepäck die Radiowellen und lenken sie ab, was Rückschlüsse über ihre Form und Größe erlaubt.
Tatsächlich lassen sich Objektgrößen so bis auf wenige Zentimeter genau bestimmen. Bei Flüssigkeiten ist äquivalent das Volumen durch WLAN-Signale bestimmbar.
Da WLAN-Netzwerke ohnehin fast allgegenwärtig sind, sehen die Forscher darin eine gute Möglichkeit, öffentliche Räume ohne hohe Kosten und Personalaufwand sicherer zu machen.