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Contribution Details
| Type | Master's Thesis |
| Scope | Discipline-based scholarship |
| Title | Design and Evaluation of Ultra-Wideband (UWB) Architectures with a Focus on Privacy-Preserving Characteristics |
| Organization Unit | |
| Authors |
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| Language |
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| Institution | University of Zurich |
| Faculty | Faculty of Business, Economics and Informatics |
| Date | 2023 |
| Abstract Text | Ultra-Wideband (UWB) technology has gained significant popularity in indoor localization applications. These applications often generate vast amounts of personal information, increasing the need to ensure compliance with privacy-preserving principles to safeguard user data. In this thesis, the privacy-preserving characteristics of several UWB localization architectures were analyzed. Firstly, UWB localization architectures were examined based on their privacy-preserving characteristics. Subsequently, two versions of a time difference of arrival (tdoa) localization system were implemented, including privacy best practices provided by the IEEE 802.15.4 standard during the implementation process. Additionally, the privacy-preserving characteristics of the implemented UWB localization systems were evaluated with the help of a privacy criteria catalog based on COPri V.2 ontology. This thesis found that the localization system employing a passively listening tag fulfills seven out of eight privacy criteria. In contrast, the system where the tag actively sends out UWB signals only fulfilled three out of eight criteria in its minimal version. However, the privacy-preserving characteristics of the active system could be greatly improved by using tools such as dynamic addressing, encrypting packages containing personal information, using a message integrity code (MIC), and using a scrambled time sequence (STS). Finally, the limitations of the current systems' implementations are addressed which provides directions for future research. |
| Zusammenfassung | Die Ultrabreitband (UWB)-Technologie erfreut sich bei Indoor Lokalisationsanwendungen immer grösserer Beliebtheit. Diese Anwendungen erzeugen grosse Mengen an personenbezogenen Informationen, wodurch die Notwendigkeit wächst, den Datenschutz zu gewährleisten. In dieser Arbeit wurden die datenschutzfreundlichen Eigenschaften verschiedener UWB-Lokalisierungsarchitekturen analysiert. Zunächst wurden UWB-Lokalisierungsarchitekturen auf ihre datenschutzfreundlichen Eigenschaften hin untersucht. Anschließend wurden zwei Versionen eines Lokalisierungssystems mit time difference of arrival (tdoa) Architektur implementiert, wobei die vom IEEE 802.15.4 Standard zur Verfügung gestellten Werkzeuge zur Privatsphäreerhaltung in den Implementierungs-prozess miteinbezogen wurden. Danach wurden die datenschutzfreundlichen Eigenschaften der UWB-Lokalisierungssysteme mit Hilfe eines auf der COPri V.2 Ontologie basierenden Kriterienkatalogs bewertet. In dieser Arbeit wurde festgestellt, dass das Lokalisierungssystem mit einem passiv zuhörenden Tag sieben von acht Datenschutzkriterien erfüllt und damit das System, bei dem der Tag aktiv UWB-Signale aussendet, übertrifft, welches in seiner Minimalversion nur drei von acht Kriterien erfüllt. Die datenschutzfreundlichen Eigenschaften des aktiven Systems können jedoch durch die Verwendung von Tools wie dynamische Addressen, die Verschlüsselung von Paketen mit persönlichen Informationen, die Verwendung eines Message Integrity Codes (MIC) und die Verwendung einer Scrambeled Time Sequence (STS) deutlich verbessert werden. Abschließend werden die Limitationen der aktuellen Systeme erwähnt, die Richtung für zukünftige Forschung vorgeben. |
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