ROLORAN: Resilient Operation of LoRa Networks

Von Amateuren und Enthusiasten betriebene Low-Power Wide Area Networks (LPWANs) wie LoRaWAN sind durch die einfache Zugänglichkeit weit verbreitet. Dadurch werden diese Netze auch für Internet-of-Things (IoT) Anwendungen aus der Wirtschaft und für Behörden interessant.
Das Projekt untersuchte in der erste Projektphase von 2021 bis Ende 2024 ausgewählte Szenarien für die Anwendung von LoRa-basierter Kommunikation und lieferte technische Beiträge zur Erhöhung der Resilienz entsprechender Infrastrukturen. Dies umfasste:

• Systematische Messung und Analyse der Funkreichweite von LoRaWAN-Geräten in urbanen, sub-urbanen und ländlichen Außenbereichen sowie im Kontext von SmartOffices im Innenbereich.
• Ermittlung der Störanfälligkeit von Übertragungen durch Störquellen in drei ausgewählten Störszenarien.
• Lokalisierung von LoRa-Sendern mittels "Angle of Arrival"-Bestimmung.
• Untersuchung von Open-Source-Implementierungen für Gateways, Sendern und Backend-Software mit dem Ziel einer weiteren Verbesserung der Robustheit für den Langzeit-Dauerbetrieb.
• Sicherheitsanalyse des Designs und weit verbreiteter Implementierungen der LoRaWAN-Protokolle mit statischen und dynamischen Analysewerkzeugen.
• Erprobung verschiedener Anwendungsszenarien in Kooperation mit Projektpartnern:
  • Liegenschaftsmanagement mit dem Österreichischen Bundesheer.
  • Früherkennung von Sturzfluten mit dem Landkreis Bad Kissingen.
  • Krisenkommunikation mit der Gemeinde Neuhaus, Kärnten, Österreich.

Da LoRaWAN in der ersten Projektphase sowohl bei theoretischer als auch praktischer Betrachtung einen vielversprechenden Eindruck erweckte, werden in der zweiten Projektphase von 2025 bis Ende 2026 die folgenden Themen vertieft:

• Entwicklung von Erkennungsverfahren zu LoRaWAN-spezifischen Angriffen und Penetrationswerkzeugen zur Untersuchung bestehender LoRaWANs.
• Verbesserung des Lokalisierungsansatzes durch ergänzende Verfahren zur Detektion von Störsendern.
• Bereitstellung eines Leitfadens zum Aufbau und Betrieb eines sicheren LoRaWANs.
• Weiterentwicklung der bisherigen Anwendungsszenarien (Sicherheitsuntersuchungen bei bestehenden Infrastrukturen, Erweiterung der Systeme [neue Sensorik, verbesserte Auswertung, überarbeitete Eigenentwicklungen]).