Schnelle Meeresüberquerende Sprache

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Die Schnelle Meeresüberquerende Sprache (kurz SMS) ist eine in der Entwicklung befindliche, optische Nachrichtentechnik zur Übermittlung von Nachrichten über Kurz- und Mittelsterecken ohne Hindernisse.

Grundsätzliche Funktionsweise

Zur Kommunikation werden zwei ständig besetzte Posten mit einem Leuchtfeuer benötigt. Es darf sich kein Hindernis (Berge, Wälder etc.) zwischen diesen befinden, was die Übertragung über Meere für die Technologie besonders prädestiniert.

Entwickler

Die Entwickler der Technologie sind die Grølländer der Donnerinsel, die nach neuen Kommunikationswegen mit anderen Völkern suchen.

Technologie

Die Nachricht wird über die Luft mit Hilfe von Lichtimpulsen übertragen, die entweder kurz oder lang sind. Diese werden mit Hilfe eines Feuers und einer davor angebrachten, leicht beweglichen Blende generiert. Der genaue Aufbau sieht vor, dass auf der Rückwand des Feuers ein Spiegelsystem das Licht in Richtung des vorderen Ausgangs bringt. An diesem befindet sich eine Optik, die das Licht bündelt. Dahinter ist eine Blende angebracht, die sich über einen Hebel schnell und leicht aufschieben lässt. Andere Bauweisen sind nur erlaubt, wenn sie das DEKRA (Donnerinsel Erteilte Kommunikations Richtwert Ausszeichnung) Sigel tragen. Beide Stationen benötigen eines dieser Systeme und eine Person, die sie bedient. Eine empfohlene Ausstattung der Station ist ein Fernglas zur besseren Erkennung der Lichtblitze, sollten es die Sichtbedingungen erfordern. Der Empfänger schreibt die Folge der Impulse auf, decodiert und entschlüsselt anschließend die Nachricht und leitet sie weiter.

Protokoll

Codierung

Es werden jeweils 6 Impulse zu einer Ziffer interpretiert. So stehen 2^6=64 Zeichen zur Verfügung. Es können damit alle Buchstaben (nur Kleinbuchstaben), Zahlen, gängige Satzzeichen sowie einige Formatierungsbefehle - wie Beginn, Ende und Neue Zeile - aber auch Notfallnachrichten - wie Feuer, Angriff auf die Insel, Krankheit - übermittelt werden.

Verschlüsselung

Da die Nachrichten für jeden sichtbar sind, müssen sie verschlüsselt werden. Es gibt mehrere Schlüssel, die durch ein iteratives Verfahren auf die Nachricht angewendet werden, wodurch man durch das erhalten eines Schlüssels nicht die komplette Nachricht entschlüsseln kann. Die Schlüssel werden über verschiedene Wege zu den Stationen gebracht, dort verwahrt bzw. teilweise sofort nach Erhalt vernichtet. Die Anzahl und Überbringung der Schlüssel ist geheim, jedoch weiß man, dass über die bisherigen Nachrichtenkanäle (Brieftaube, Bote) versiegelte Tabellen mit Werten für jeden Tag des kommenden Monats verschickt werden. Auch das Datum spielt bei der Entschlüsselung eine Rolle sowie der nur für die eine Übertragung gültige Schlüssel, der am Anfang der Nachricht übermittelt wird.

Phase 0 - Aufnahme der Kommunikation

Zum Starten einer Kommunikation schaltet die sendende Station dauerhaft das Licht an - öffnet also die Blende. Der Empfänger tut dies ebenfalls, wenn er bereit für das Empfangen der Nachricht ist. Die Sendestation schaltet auf dunkel, bis dies auch die Empfänger Station tut. Beide Posten sind nun bereit und die Übertragung kann beginnen.

Phase 1 - Synchronisierung

Der Sender schickt 3 kurze und 3 lange Impulse. Danach macht dies auch der Empfänger. Da Menschen die Maschinen bedienen, kann die Länge der Impulse von Person zu Person variieren. So wissen beide Parteien, wie sie welchen Lichtblitz zu deuten haben.

Phase 2 - Schlüsseltausch

In dieser Phase wird der 4 Zeichen lange Wert übermittelt, der nur für die Dauer der Übertragung gültig ist. Er wird mit allen anderen Schlüsseln verschlüsselt.

Phase 3 - Nachrichtenübermittlung

In dieser Phase wird das Formatierungszeichen "Anfang" (unverschlüsselt), anschließend die Nachricht (verschlüsselt) und zum Schluss das Zeichen für "Ende" (unverschlüsselt) gesendet. "Anfang" und "Ende" werden unverschlüsselt gesendet, damit man nicht anhand dieser bekannten, immer gleichen Zeichen an der immer gleichen Position im Protokoll die Schlüssel zurückrechnen kann.

Phase 4 - Bestätigung

Der Empfänger zählt die Anzahl an kurzen und langen Impulse in der Nachricht und schickt diese unverschlüsselt an den Sender. Stimmen die Werte, Schickt der Sender drei kurze Lichtimpulse. Stimmt sie nicht, muss davon ausgegangen werden, dass die Nachricht nicht richtig empfangen wurde und man beginnt direkt wieder mit Phase 0. Hier ist es ebenfalls wichtig, dass die Phase 4 unverschlüsselt ist. Zum einen kann diese Phase schnell abgehandelt werden, die Informationen sind nicht sicherheitsrelevant und das Zurückrechnen der Schlüssel wird vermieden.

Fehlerfall

Sollte während der Übertragung irgendetwas schief laufen, z.B. Sender hat sich vertan beim Senden oder Empfänger konnte etwas nicht genau interpretieren, so Sendet die Station, die den Fehler hat ein langes Dauerlicht. Die Kommunikation beginnt erneut bei der Phase 0.

Vor- und Nachteile des Systems

Vorteile

  • Sehr schnelle Übertragung im Vergleich zu Boten.
  • Flexibel: Es kann fast zu jeder Zeit eine Nachricht übermittelt werden, unabhängig von aktuellen Handelsrouten oder Brieftauben.
  • Sofortige Bestätigung, dass die Nachricht angekommen ist.
  • Zuverlässiger als Tauben.

Nachteile

  • Verschlüsselung könnte geknackt werden.
  • Übertragungsweg muss frei von Hindernissen und Störungen sein
  • Stationen mit vertrauenswürdigen Kommunikatoren müssen errichtet werden.

Diskussionen

Die Entwicklung der Technologie ist noch nicht abgeschlossen, weshalb über die Änderung einiger Punkte beraten wird.

  • Als nahezu sicher gilt, dass in der finalen Version die Nachricht von der Person entschlüsselt wird, für die sie bestimmt ist. So wird vermieden, dass untreue Kommunikatoren die Nachrichten missbrauchen.
  • Ebenfalls sicher scheint, dass in den Stationen das empfangene Licht auf einen Schirm projiziert wird. Dies ist besser für die Augen des Kommunikators, der nicht mehr direkt in das Leuchtfeuer des Senders schauen muss. Jedoch muss dazu für jede Station einmal der Lichtstrahl auf den Schirm Kalibriert werden.
  • Der Name soll geändert werden. Die Bewohner der Donnerinsel haben aufgrund ihrer Situation nur an die Übertragung über Meere gedacht, jedoch eignet sie sich auch für alle anderen Strecken ohne Hindernisse. Der Name soll auf "Schnelle Mittelstrecken Sendung" geändert werden.
  • Es gibt geheime Diskussionen über Verbesserungsmöglichkeiten der Verschlüsselung.
  • Von Anfang an spaltete die Entwickler die Anzahl an Lichtimpulse pro Zeichen. Es gibt Entwickler, die diese auf 7 Impulse pro Zeichen erhöhen möchten, wodurch 2^7=128 unterschiedliche Zeichen codiert und so auch Großbuchstaben versendet werden könnten. Dies würde aber die Dauer einer Übertragung verlängern. Der erste Entwurf sah nur eine Länge von 5 Impulsen pro Zeichen vor, wodurch nur Kleinbuchstaben und keine Zahlen übertragen werden konnten. Als Lösung der Diskrepanzen ist eine variable Länge im Gespräch. In der "Phase 1 - Synchronisierung" soll über die Anzahl der Lichtblitze die Codierungslänge festgelegt werden. Entsprechend 5 kurze und lange Impulse für 5 Impulse pro Zeichen, 6 für eine Codierungslänge von 6 und 7 für eine Codierungslänge von 7.