{"id":47258,"date":"2026-05-22T11:22:49","date_gmt":"2026-05-22T09:22:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/moe-fellowship\/35001-704\/"},"modified":"2026-05-22T11:22:51","modified_gmt":"2026-05-22T09:22:51","slug":"35001-704","status":"publish","type":"moe-fellowship","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/moe-fellowship\/35001-704\/","title":{"rendered":"Einzigartige Bauelemente mit Struc-tronic Identit\u00e4t"},"content":{"rendered":"

Einzigartige Bauelemente mit Struc-tronic Identit\u00e4t<\/p>\n

Einzigartige Bauelemente mit “Struc-tronic” Identit\u00e4t<\/p>\n

Die gesicherte Identifizierung von physischen Objekten ist notwendig geworden, um alle Sicherheitssysteme robust zu realisieren. Authentifizierte Identit\u00e4ten von Geb\u00e4udeelementen wurden in der Fach- und Patentliteratur kaum thematisiert. Wir postulieren, dass nicht klonbare, nachweisbare und einzigartige Identifizierungen\/Kennzeichnungen von physikalischen Strukturen in den zuk\u00fcnftigen smart-homes \/ St\u00e4tten und sogar in vielen praktischen Anwendungen, von gro\u00dfen Interesse sein werden.<\/span><\/span><\/p>\n

Die Tendenz, alles in modernen Infrastrukturen zu vernetzen, erfordert nachweisbare, automatisierte und gesicherte Objektidentifikationen als Sicherheitsanker.<\/span><\/span><\/p>\n

Das Ziel dieser Forschung ist es, Nutzungsszenarien der gesicherten einzigartigen Identifizierung von physikalischen Bauelementen in realen Anwendungen zu untersuchen. Dar\u00fcber hinaus ist ein Konzept zur Integration von DNA-artigen, nicht klonbaren Identit\u00e4ten zusammen mit einer manipulationssicheren, nicht entfernbaren \/ demontierbaren Elektronikeinheit anzuwenden. Die daraus resultierende einzigartige, beweisbare Struktur-Identit\u00e4t sollte fern\u00fcberwacht werden, was eine nicht reproduzierbare Identifizierung einer Struktureinheit erm\u00f6glicht. <\/span><\/span><\/p>\n

Die Anwendung einer solchen nicht klonbaren Identit\u00e4t f\u00fcr Holzwerkstoffe oder tragende Holzbauteile, die f\u00fcr statische Zwecke verwendet werden wie z. B. LVL oder Brettschichtholz bringt Vorteile in der Marktwettbewerbsf\u00e4higkeit gegen\u00fcber anderen nicht erneuerbar<\/span><\/span>en Baustoffen.<\/span><\/span><\/p>\n

Arbeitsmethoden und \u0096Techniken die in Fraunhofer Institut WKI durchgef\u00fchrt wurden:<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Verfahren zur Kennzeichnen eines Gegenstandes:<\/span><\/span><\/span><\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

    \n
  1. Die elektronische Einheit wird\u00a0 in den Gegenstand eingebettet.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
  2. Die elektronische Einheit wird dauerhaft bei der Herrtellung\/Fertigung\u00a0 unl\u00f6sbar (nicht ohne Zert\u00f6rung) mit dem Gegenstand verbunden.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
  3. Die elekronische Einheit arbeitet nach dem Challenge-Response Verfahren.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
  4. Ein Sensor, der im Gegenstand eingebaut ist, erfasst die Material- oder Struktureigenschaften des Gegenstandes, die als Response ausgegeben werden.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
  5. Nachdem die elekronische Einheit mit dem Gegenstand verbunden wurde, werden die R\u00fcckantworten in den Speicher geladen.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
  6. Die R\u00fcckantwort wird mit einer erwarteten\/ gespeicherten verglichen und bei einer positiven \u00dcbereinstimmung erfolgt eine Autorisierung.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ol>\n
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    • E<\/span><\/span><\/span><\/span>rster Prototyp: Ultraschallausbreitungsidentit\u00e4t:<\/span><\/strong><\/em><\/li>\n
    • Die\u00a0<\/span><\/span><\/span><\/span>Grundidee: Nutzung der einzigartigen individuellen amorphen Struktur eines Bauelements.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
    • Untersuchte Materialen: Beton und Holz.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n
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      1. Zwei identische Platten aus Porenbeton:<\/span><\/span><\/span><\/span>\n

        In jeder Platte wurden ein Sender und zwei Empf\u00e4nger eingebettet, Nummer 2 ist direkt gegen\u00fcber und Nummer 3 befindet sich in einem Winkel von 45\u00b0.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

        \u00a0Die Ger\u00e4te des Experiments:<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

        Oszilloskop:4 Kanal 100, MHz Bandbreite1 GSa\/s und 12 Mpts Speichertiefe.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

        Funktionsgenerator:2-Kanal, 60 MHz Bandbreite und 500 MSa\/s und 16 kpts Speicher.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

        Ein und zwei Rechteckimpulse\u00a0 wurden angewendet.Die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen wurde f\u00fcr die beiden \u00e4hnlichen Platten aus den Messsignalen berechnet. Die Ergebnisse zeigen einen Unterschied der aus der unterschiedlichen Innenstruktur resultiert. Die Reproduzierbarkeit wurde durch die Anwendung der gleichen Frequenz f\u00fcr die gleiche Platte unter den gleichen Randbedingungen als sehr \u00e4hnlich festgestellt.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<\/li>\n

      2. Ausbreitung von Ultraschallwellen im Holz als nicht klonbare Identit\u00e4t:<\/span><\/span><\/span><\/span>2*(16*16*20cm) 5-schichtige Brettschichtholz Pr\u00fcfk\u00f6rper aus Fichte wurden untersucht, in jeden wurden ein Sender und Empf\u00e4nger eingeklebt die sich direkt gegen\u00fcber befinden. Die<\/span><\/span><\/span><\/span>\u00a0gleiche Ma\u00dfnahme wurde durchgef\u00fchrt und es wurde bewiesen, dass die R\u00fcckantwort von Pr\u00fcfk\u00f6rper 4 sich von 5 unterscheidet.<\/span> <\/span>Die folgende Signalmerkmale wurden untersucht:<\/span><\/li>\n<\/ol>\n
          \n
        • Ultraschall\u00fcbertragungszeit als einzigartiges Attribut f\u00fcr F=30KHZ, V=20V.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Empfangsamplitude als einzigartiges Attribut f\u00fcr F=30KHZ, V=20V.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Ergebnisse:<\/span><\/span><\/span><\/span><\/strong><\/em><\/li>\n
        • Die akustische Ausbreitung scheint vielversprechend zu sein, um einzigartige Attribute herauszuziehen.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Die Experimente zeigen eine gute Reproduzierbarkeit, die nach der Analyse der Signale nachgewiesen werden konnte.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Diskussion:<\/span><\/span><\/span><\/span><\/strong><\/em><\/li>\n
        • Die bisherigen Ergebnisse der angewandten Methode sind versprechend.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Mit dem Einsatz dieser innovativen Technik k\u00f6nnten bei einer\u00a0 erfolgreichen Anwendung ganz neue Wege der nicht klonbaren physischen Identit\u00e4t er\u00f6ffnet werden.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Die Anwendung einer solchen nicht klonbaren Identit\u00e4t f\u00fcr Holzwerkstoffe bringt Vorteile in der Marktwettbewerbsf\u00e4higkeit gegen\u00fcber anderen nicht erneuerbaren Baustoffen.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Die Verwendung solcher Baustoffe in Rotorbl\u00e4ttern wird die Inspektionskosten erheblich senken und eine bessere \u00dcberwachungsqualit\u00e4t erzielen.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • \n

          Erforderliche Arbeit und zuk\u00fcnftige Erwartungen:<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<\/li>\n

        • Die Experimente quantitativ erweitern.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Weitere Signalanalyse ( Fast\/Discreet Fourier-Transformation in Zeit- und Frequenzbereichen-PCA Hauptkomponentenanalyse).\u00a0 <\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Numerische Methode f\u00fcr die Zeichenerkenung der Struktur.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n
        • Recherche zum Einfluss der folgenden Parameter auf die akustische Ausbreitung z.B. Alterungsprobleme, Reproduzierbarkeit, Randbedingungen, Faserorientierung, Temperatur\u00e4nderungen..<\/span><\/span><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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