2022

  • Daniel Eberz-Eder, Franz Kuntke, Christian Reuter (2022)
    Sensibilität für Resilient Smart Farming (RSF) und seine Bedeutung in Krisenzeiten
    42. GIL-Jahrestagung: Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft Tänikon, Switzerland.
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Mit der globalen COVID-19-Pandemie und dem Hochwasser in West- und Mitteleuropa im Sommer 2021 hat unter anderem Deutschland in jüngster Vergangenheit zwei schwerwiegende Krisenszenarien erlebt. Die Auswirkungen auf die Gesellschaft und Wirtschaft sind verheerend. Parallel lassen sich Krisenereignisse im digitalen Raum, wie die Zunahme an Cyberkriminalität beobachten. Es wird zunehmend deutlich, dass die Resilienz analoger sowie digitaler Prozesse wichtiger für die vollständige Betriebsfähigkeit wird. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Bedeutung des Resilient Smart Farming (RSF) in Krisenzeiten als Möglichkeit für eine nachhaltige, umweltgerechte und resiliente digitale Landwirtschaft auseinander. Dazu wurden u.a. lokale Schadensmeldungen gruppiert und mögliche RSF-Gegenmaßnahmen aufgezeigt. Im Ergebnis zeigt sich eine Bewertung von Konzepten des RSF hinsichtlich der Krisenprävention und -bewältigung anhand aktueller realer Beispiele. Aufgrund zunehmender Bedrohungen durch Naturkatastrophen und Cyberkriminialität gehen wir davon aus, dass die Aufmerksamkeit von Gesellschaft und Politik für die Resilienz der Primärproduktion weiter steigen wird.

    @inproceedings{eberz-eder_sensibilitat_2022,
    address = {Tänikon, Switzerland},
    title = {Sensibilität für {Resilient} {Smart} {Farming} ({RSF}) und seine {Bedeutung} in {Krisenzeiten}},
    url = {https://peasec.de/paper/2022/2022_EberzEderKuntkeReuter_SensibilitaetResilientSmartFarmingKrisen_GIL.pdf},
    abstract = {Mit der globalen COVID-19-Pandemie und dem Hochwasser in West- und Mitteleuropa im Sommer 2021 hat unter anderem Deutschland in jüngster Vergangenheit zwei schwerwiegende Krisenszenarien erlebt. Die Auswirkungen auf die Gesellschaft und Wirtschaft sind verheerend. Parallel lassen sich Krisenereignisse im digitalen Raum, wie die Zunahme an Cyberkriminalität beobachten. Es wird zunehmend deutlich, dass die Resilienz analoger sowie digitaler Prozesse wichtiger für die vollständige Betriebsfähigkeit wird. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Bedeutung des Resilient Smart Farming (RSF) in Krisenzeiten als Möglichkeit für eine nachhaltige, umweltgerechte und resiliente digitale Landwirtschaft auseinander. Dazu wurden u.a. lokale Schadensmeldungen gruppiert und mögliche RSF-Gegenmaßnahmen aufgezeigt. Im Ergebnis zeigt sich eine Bewertung von Konzepten des RSF hinsichtlich der Krisenprävention und -bewältigung anhand aktueller realer Beispiele. Aufgrund zunehmender Bedrohungen durch Naturkatastrophen und Cyberkriminialität gehen wir davon aus, dass die Aufmerksamkeit von Gesellschaft und Politik für die Resilienz der Primärproduktion weiter steigen wird.},
    booktitle = {42. {GIL}-{Jahrestagung}: {Informatik} in der {Land}-, {Forst}- und {Ernährungswirtschaft}},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik},
    author = {Eberz-Eder, Daniel and Kuntke, Franz and Reuter, Christian},
    year = {2022},
    keywords = {Projekt-GeoBox, Projekt-AgriRegio},
    }

  • Franz Kuntke, Vladimir Romanenko, Sebastian Linsner, Enno Steinbrink, Christian Reuter (2022)
    LoRaWAN Security Issues and Mitigation Options by the Example of Agricultural IoT Scenarios
    Transactions on Emerging Telecommunications Technologies (ETT) ;33.
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    The Internet of Things (IoT) is a major trend that is seen as a great opportunity to improve efficiency in many domains, including agriculture. This technology could transform the sector, improving the management and quality of agricultural operations, for example, crop farming. The most promising data transmission standard for this domain seems to be Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), a popular representative of low power wide area network technologies today. LoRaWAN, like any wireless protocol, has properties that can be exploited by attackers, which has been a topic of multiple research papers in recent years. By conducting a systematic literature review, we build a recent list of attacks, as well as collect mitigation options. Taking a look at a concrete use case (IoT in agriculture) allows us to evaluate the practicality of both exploiting the vulnerabilities and implementing the countermeasures. We detected 16 attacks that we grouped into six attack types. Along with the attacks, we collect countermeasures for attack mitigation. Developers can use our findings to minimize the risks when developing applications based on LoRaWAN. These mostly theoretical security recommendations should encourage future works to evaluate the mitigations in practice.

    @article{kuntke_lorawan_2022,
    title = {{LoRaWAN} {Security} {Issues} and {Mitigation} {Options} by the {Example} of {Agricultural} {IoT} {Scenarios}},
    volume = {33},
    url = {https://www.peasec.de/paper/2022/2022_KuntkeRomanenkoLinsnerSteinbrinkReuter_LoRaWANsecurityAgriculture_ETT.pdf},
    abstract = {The Internet of Things (IoT) is a major trend that is seen as a great opportunity to improve efficiency in many domains, including agriculture. This technology could transform the sector, improving the management and quality of agricultural operations, for example, crop farming. The most promising data transmission standard for this domain seems to be Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), a popular representative of low power wide area network technologies today. LoRaWAN, like any wireless protocol, has properties that can be exploited by attackers, which has been a topic of multiple research papers in recent years. By conducting a systematic literature review, we build a recent list of attacks, as well as collect mitigation options. Taking a look at a concrete use case (IoT in agriculture) allows us to evaluate the practicality of both exploiting the vulnerabilities and implementing the countermeasures. We detected 16 attacks that we grouped into six attack types. Along with the attacks, we collect countermeasures for attack mitigation. Developers can use our findings to minimize the risks when developing applications based on LoRaWAN. These mostly theoretical security recommendations should encourage future works to evaluate the mitigations in practice.},
    journal = {Transactions on Emerging Telecommunications Technologies (ETT)},
    author = {Kuntke, Franz and Romanenko, Vladimir and Linsner, Sebastian and Steinbrink, Enno and Reuter, Christian},
    year = {2022},
    keywords = {Security, Student, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Projekt-HyServ, Projekt-GeoBox, Projekt-GRKPrivacy, Projekt-AgriRegio},
    }

  • Jonas Franken, Thomas Reinhold, Lilian Reichert, Christian Reuter (2022)
    The Digital Divide in State Vulnerability to Submarine Communications Cable Failure
    International Journal of Critical Infrastructure Protection (IJCIP) ;38(100522):1–15. doi:10.1016/j.ijcip.2022.100522
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    The backbone network of submarine communication cables (SCC) carries 98\% of international internet traffic. Coastal and island states strongly depend on this physical internet infrastructure to provide internet connectivity. Although about 100 SCC breakdowns of human or natural origin occur at yearly average, a literature review reveals that there is no approach to assess individual state vulnerability to SCC failure in global comparison. In this article, the global SCC network is modeled based on publicly available data. Besides the analysis of the global network properties, a focus is put on remaining bandwidth capacities in three different failure scenario simulations of SCC breakdowns. As a result, this study identifies 15 highly vulnerable states and overseas territories, and another 28 territories that are classified as partially vulnerable to SCC failures. Since economic market decisions shape the structure of the SCC network, an uneven distribution of redundancies and the resulting vulnerability of disadvantaged economies can be confirmed. Therefore, the study’s findings may contribute to a better assessment of the necessity of preventive protection measures of critical telecommunication infrastructures in states and territories characterized by high and medium vulnerability.

    @article{franken_digital_2022,
    title = {The {Digital} {Divide} in {State} {Vulnerability} to {Submarine} {Communications} {Cable} {Failure}},
    volume = {38},
    url = {https://peasec.de/paper/2022/2022_FrankenReinholdReichertReuter_DigitalDivideStateVulnerabilitySubmarineCommunicationsCable_IJCIP.pdf},
    doi = {10.1016/j.ijcip.2022.100522},
    abstract = {The backbone network of submarine communication cables (SCC) carries 98\% of international internet traffic. Coastal and island states strongly depend on this physical internet infrastructure to provide internet connectivity. Although about 100 SCC breakdowns of human or natural origin occur at yearly average, a literature review reveals that there is no approach to assess individual state vulnerability to SCC failure in global comparison. In this article, the global SCC network is modeled based on publicly available data. Besides the analysis of the global network properties, a focus is put on remaining bandwidth capacities in three different failure scenario simulations of SCC breakdowns. As a result, this study identifies 15 highly vulnerable states and overseas territories, and another 28 territories that are classified as partially vulnerable to SCC failures. Since economic market decisions shape the structure of the SCC network, an uneven distribution of redundancies and the resulting vulnerability of disadvantaged economies can be confirmed. Therefore, the study's findings may contribute to a better assessment of the necessity of preventive protection measures of critical telecommunication infrastructures in states and territories characterized by high and medium vulnerability.},
    number = {100522},
    journal = {International Journal of Critical Infrastructure Protection (IJCIP)},
    author = {Franken, Jonas and Reinhold, Thomas and Reichert, Lilian and Reuter, Christian},
    year = {2022},
    keywords = {Projekt-ATHENE-SecUrban, Security, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Selected, Projekt-AgriRegio},
    pages = {1--15},
    }

  • Sebastian Linsner, Enno Steinbrink, Franz Kuntke, Jonas Franken, Christian Reuter (2022)
    Supporting Users in Data Disclosure Scenarios in Agriculture through Transparency
    Behaviour & Information Technology (BIT) ;41(10):2137–2159. doi:10.1080/0144929X.2022.2068070
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Business collaboration in the era of digital transformation requires the exchange of operational data. Since data are hardly controllable once they have been published or shared with others, it is highly important that users are clearly informed about who has access to which data and how certain settings can prevent the disclosure of sensitive data. However, giving end users more control over their data through increased transparency could also lead to information overload. This is particularly true in the field of agriculture, where tight schedules put pressure on employees of small enterprises. We conduct an empirical prestudy with 52 German farmers to investigate current data sharing scenarios. From these insights, we derive requirements and a concept for data sharing solutions providing data flow transparency for users. To investigate the behavior of users and the effects of transparent UI controls, we evaluate a prototype with 18 persons. Our evaluation shows that farmers demand flexible and secure tools that adjust to their workflows. Also, data should be stored and processed locally, granting farmers data sovereignty. Although the controls require additional effort, the evaluated transparent controls for data disclosure are easy to use and raise user awareness.

    @article{linsner_supporting_2022,
    title = {Supporting {Users} in {Data} {Disclosure} {Scenarios} in {Agriculture} through {Transparency}},
    volume = {41},
    url = {http://www.peasec.de/paper/2022/2022_LinsnerSteinbrinkKuntkeFrankenReuter_SupportingDataDisclosureScenariosAgriculture_BIT.pdf},
    doi = {10.1080/0144929X.2022.2068070},
    abstract = {Business collaboration in the era of digital transformation requires the exchange of operational data. Since data are hardly controllable once they have been published or shared with others, it is highly important that users are clearly informed about who has access to which data and how certain settings can prevent the disclosure of sensitive data. However, giving end users more control over their data through increased transparency could also lead to information overload. This is particularly true in the field of agriculture, where tight schedules put pressure on employees of small enterprises. We conduct an empirical prestudy with 52 German farmers to investigate current data sharing scenarios. From these insights, we derive requirements and a concept for data sharing solutions providing data flow transparency for users. To investigate the behavior of users and the effects of transparent UI controls, we evaluate a prototype with 18 persons. Our evaluation shows that farmers demand flexible and secure tools that adjust to their workflows. Also, data should be stored and processed locally, granting farmers data sovereignty. Although the controls require additional effort, the evaluated transparent controls for data disclosure are easy to use and raise user awareness.},
    number = {10},
    journal = {Behaviour \& Information Technology (BIT)},
    author = {Linsner, Sebastian and Steinbrink, Enno and Kuntke, Franz and Franken, Jonas and Reuter, Christian},
    year = {2022},
    keywords = {Security, UsableSec, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Ranking-CORE-A, Projekt-HyServ, Projekt-GRKPrivacy, Projekt-AgriRegio},
    pages = {2137--2159},
    }

  • Laura Buhleier, Patrick Gantner, Tobias Frey, Michael Boers, Marc-André Kaufhold, Christian Reuter (2022)
    Effizienz und Nachhaltigkeit durch Green-IT: ein systematischer Literaturüberblick im Kontext der Klimakrise
    INFORMATIK 2022: 52. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik Hamburg, Germany.
    [BibTeX] [Abstract]

    Die Klimakrise gehört zu den aktuell größten Herausforderungen unserer Zeit. Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) können hierbei eine entscheidende Rolle spielen. Einerseits, da eine Effizienzsteigerung von oder durch IKT zu einer klimafreundlicheren Nutzung beitragen kann, und andererseits, da IKT zu einem erhöhten Ressourcenverbrauch führen kann. Um diese Thematik weiter zu untersuchen, wird in dieser Arbeit eine systematische Literaturrecherche durchgeführt, um Herausforderungen und Potenziale in der Adressierung der Klimakrise durch eine effiziente und nachhaltige Entwicklung des IKT-Sektors zu analysieren. Die dabei untersuchte Literatur beinhaltet Herausforderungen wie zum Beispiel den hohen Energie- und Materialverbrauch der IKT-Geräte und Datenzentren sowie die entstehenden Entsorgungskosten und das Konsumverhalten der Nutzer*innen. Deswegen sollten die Nutzer*innen mehr Informationen zur Wartung, zum Kauf gebrauchter Geräte, und zum Recyceln/Entsorgen erhalten. Die Analyse lieferte aber auch viele Potenziale. Durch IKT können Effizienzsteigerungen in den Bereich Industrie, Landwirtschaft, Verkehr und Transport erreicht und auch umweltschädliche Geräte substituiert werden. Durch diese Potenziale kann es aber, wie in anderen Bereichen, zu einem Rebound-Effekt kommen.

    @inproceedings{buhleier_effizienz_2022,
    address = {Hamburg, Germany},
    title = {Effizienz und {Nachhaltigkeit} durch {Green}-{IT}: ein systematischer {Literaturüberblick} im {Kontext} der {Klimakrise}},
    abstract = {Die Klimakrise gehört zu den aktuell größten Herausforderungen unserer Zeit. Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) können hierbei eine entscheidende Rolle spielen. Einerseits, da eine Effizienzsteigerung von oder durch IKT zu einer klimafreundlicheren Nutzung beitragen kann, und andererseits, da IKT zu einem erhöhten Ressourcenverbrauch führen kann. Um diese Thematik weiter zu untersuchen, wird in dieser Arbeit eine systematische Literaturrecherche durchgeführt, um Herausforderungen und Potenziale in der Adressierung der Klimakrise durch eine effiziente und nachhaltige Entwicklung des IKT-Sektors zu analysieren. Die dabei untersuchte Literatur beinhaltet Herausforderungen wie zum Beispiel den hohen Energie- und Materialverbrauch der IKT-Geräte und Datenzentren sowie die entstehenden Entsorgungskosten und das Konsumverhalten der Nutzer*innen. Deswegen sollten die Nutzer*innen mehr Informationen zur Wartung, zum Kauf gebrauchter Geräte, und zum Recyceln/Entsorgen erhalten. Die Analyse lieferte aber auch viele Potenziale. Durch IKT können Effizienzsteigerungen in den Bereich Industrie, Landwirtschaft, Verkehr und Transport erreicht und auch umweltschädliche Geräte substituiert werden. Durch diese Potenziale kann es aber, wie in anderen Bereichen, zu einem Rebound-Effekt kommen.},
    booktitle = {{INFORMATIK} 2022: 52. {Jahrestagung} der {Gesellschaft} für {Informatik}},
    publisher = {GI-Edition-Lecture Notes in Informatics (LNI)},
    author = {Buhleier, Laura and Gantner, Patrick and Frey, Tobias and Boers, Michael and Kaufhold, Marc-André and Reuter, Christian},
    year = {2022},
    keywords = {Security, Student, Ranking-CORE-C, Ranking-VHB-C, Projekt-AgriRegio},
    }

  • Christian Reuter, Franz Kuntke, Matthias Trapp, Christian Wied, Gerwin Brill, Georg Müller, Enno Steinbrink, Jonas Franken, Daniel Eberz-Eder, Wolfgang Schneider (2022)
    AgriRegio: Infrastruktur zur Förderung von digitaler Resilienz und Klimaresilienz im ländlichen Raum am Beispiel der Pilotregion Nahe-Donnersberg
    INFORMATIK 2022: 52. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik Hamburg, Germany.
    [BibTeX] [Abstract]

    Die Digitalisierung schreitet auch in der Landwirtschaft immer weiter voran. Vermehrt werden in landwirtschaftlichen Betrieben sogenannte Smart Farming-Technologien eingesetzt, mit deren Hilfe verschiedenste Arbeitsabläufe automatisiert ablaufen, kontrolliert werden und mit anderen Betrieben ausgetauscht werden können. Durch die verfügbaren Daten und die Vernetzung mit anderen Betrieben, ergeben sich vielfältige neue Möglichkeiten in Bezug auf ressourcenschonendes, wirtschaftlicheres und kollaboratives Arbeiten. Problematiken ergeben sich mit Blick auf die Speicherung dieser sensiblen Betriebsdaten, vor allem, wenn hierfür nur einige wenige Anbieter zur Verfügung stehen. Das Forschungsprojekt „AgriRegio“ soll die digitalisierte Datenerfassung und -nutzung in landwirtschaftlichen Betrieben widerstandsfähiger machen und die sicherheitskritische Infrastruktur schützen. Sieben Projektpartner erproben dazu smarte Sensoren auf Basis standardisierter Open-Source-Technologien in der Landwirtschaft, bei denen die Betriebsdaten dezentral auf lokalen Servern gespeichert werden.

    @inproceedings{reuter_agriregio_2022,
    address = {Hamburg, Germany},
    title = {{AgriRegio}: {Infrastruktur} zur {Förderung} von digitaler {Resilienz} und {Klimaresilienz} im ländlichen {Raum} am {Beispiel} der {Pilotregion} {Nahe}-{Donnersberg}},
    abstract = {Die Digitalisierung schreitet auch in der Landwirtschaft immer weiter voran. Vermehrt werden in landwirtschaftlichen Betrieben sogenannte Smart Farming-Technologien eingesetzt, mit deren Hilfe verschiedenste Arbeitsabläufe automatisiert ablaufen, kontrolliert werden und mit anderen Betrieben ausgetauscht werden können. Durch die verfügbaren Daten und die Vernetzung mit anderen Betrieben, ergeben sich vielfältige neue Möglichkeiten in Bezug auf ressourcenschonendes, wirtschaftlicheres und kollaboratives Arbeiten. Problematiken ergeben sich mit Blick auf die Speicherung dieser sensiblen Betriebsdaten, vor allem, wenn hierfür nur einige wenige Anbieter zur Verfügung stehen. Das Forschungsprojekt „AgriRegio“ soll die digitalisierte Datenerfassung und -nutzung in landwirtschaftlichen Betrieben widerstandsfähiger machen und die sicherheitskritische Infrastruktur schützen. Sieben Projektpartner erproben dazu smarte Sensoren auf Basis standardisierter Open-Source-Technologien in der Landwirtschaft, bei denen die Betriebsdaten dezentral auf lokalen Servern gespeichert werden.},
    booktitle = {{INFORMATIK} 2022: 52. {Jahrestagung} der {Gesellschaft} für {Informatik}},
    publisher = {GI-Edition-Lecture Notes in Informatics (LNI)},
    author = {Reuter, Christian and Kuntke, Franz and Trapp, Matthias and Wied, Christian and Brill, Gerwin and Müller, Georg and Steinbrink, Enno and Franken, Jonas and Eberz-Eder, Daniel and Schneider, Wolfgang},
    year = {2022},
    keywords = {Security, UsableSec, Ranking-CORE-C, Ranking-VHB-C, Projekt-AgriRegio},
    }

  • Christian Reuter, Daniel Eberz-Eder, Franz Kuntke (2022)
    RSF-Lab’22: Resilient Smart Farming Laboratory: Für eine widerstandsfähige und intelligente Landwirtschaft
    INFORMATIK 2022: 52. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik Hamburg, Germany.
    [BibTeX]

    @inproceedings{reuter_rsf-lab22_2022,
    address = {Hamburg, Germany},
    title = {{RSF}-{Lab}’22: {Resilient} {Smart} {Farming} {Laboratory}: {Für} eine widerstandsfähige und intelligente {Landwirtschaft}},
    booktitle = {{INFORMATIK} 2022: 52. {Jahrestagung} der {Gesellschaft} für {Informatik}},
    publisher = {GI-Edition-Lecture Notes in Informatics (LNI)},
    author = {Reuter, Christian and Eberz-Eder, Daniel and Kuntke, Franz},
    year = {2022},
    keywords = {Security, Projekt-AgriRegio},
    }

    Weitere eigene Veröffentlichungen zum Thema

  • Daniel Eberz-Eder, Franz Kuntke, Christian Reuter (2022)
    Sensibilität für Resilient Smart Farming (RSF) und seine Bedeutung in Krisenzeiten
    42. GIL-Jahrestagung: Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft Tänikon, Switzerland.
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Mit der globalen COVID-19-Pandemie und dem Hochwasser in West- und Mitteleuropa im Sommer 2021 hat unter anderem Deutschland in jüngster Vergangenheit zwei schwerwiegende Krisenszenarien erlebt. Die Auswirkungen auf die Gesellschaft und Wirtschaft sind verheerend. Parallel lassen sich Krisenereignisse im digitalen Raum, wie die Zunahme an Cyberkriminalität beobachten. Es wird zunehmend deutlich, dass die Resilienz analoger sowie digitaler Prozesse wichtiger für die vollständige Betriebsfähigkeit wird. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Bedeutung des Resilient Smart Farming (RSF) in Krisenzeiten als Möglichkeit für eine nachhaltige, umweltgerechte und resiliente digitale Landwirtschaft auseinander. Dazu wurden u.a. lokale Schadensmeldungen gruppiert und mögliche RSF-Gegenmaßnahmen aufgezeigt. Im Ergebnis zeigt sich eine Bewertung von Konzepten des RSF hinsichtlich der Krisenprävention und -bewältigung anhand aktueller realer Beispiele. Aufgrund zunehmender Bedrohungen durch Naturkatastrophen und Cyberkriminialität gehen wir davon aus, dass die Aufmerksamkeit von Gesellschaft und Politik für die Resilienz der Primärproduktion weiter steigen wird.

    @inproceedings{eberz-eder_sensibilitat_2022,
    address = {Tänikon, Switzerland},
    title = {Sensibilität für {Resilient} {Smart} {Farming} ({RSF}) und seine {Bedeutung} in {Krisenzeiten}},
    url = {https://peasec.de/paper/2022/2022_EberzEderKuntkeReuter_SensibilitaetResilientSmartFarmingKrisen_GIL.pdf},
    abstract = {Mit der globalen COVID-19-Pandemie und dem Hochwasser in West- und Mitteleuropa im Sommer 2021 hat unter anderem Deutschland in jüngster Vergangenheit zwei schwerwiegende Krisenszenarien erlebt. Die Auswirkungen auf die Gesellschaft und Wirtschaft sind verheerend. Parallel lassen sich Krisenereignisse im digitalen Raum, wie die Zunahme an Cyberkriminalität beobachten. Es wird zunehmend deutlich, dass die Resilienz analoger sowie digitaler Prozesse wichtiger für die vollständige Betriebsfähigkeit wird. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Bedeutung des Resilient Smart Farming (RSF) in Krisenzeiten als Möglichkeit für eine nachhaltige, umweltgerechte und resiliente digitale Landwirtschaft auseinander. Dazu wurden u.a. lokale Schadensmeldungen gruppiert und mögliche RSF-Gegenmaßnahmen aufgezeigt. Im Ergebnis zeigt sich eine Bewertung von Konzepten des RSF hinsichtlich der Krisenprävention und -bewältigung anhand aktueller realer Beispiele. Aufgrund zunehmender Bedrohungen durch Naturkatastrophen und Cyberkriminialität gehen wir davon aus, dass die Aufmerksamkeit von Gesellschaft und Politik für die Resilienz der Primärproduktion weiter steigen wird.},
    booktitle = {42. {GIL}-{Jahrestagung}: {Informatik} in der {Land}-, {Forst}- und {Ernährungswirtschaft}},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik},
    author = {Eberz-Eder, Daniel and Kuntke, Franz and Reuter, Christian},
    year = {2022},
    keywords = {Projekt-GeoBox, Projekt-AgriRegio},
    }

  • Franz Kuntke, Vladimir Romanenko, Sebastian Linsner, Enno Steinbrink, Christian Reuter (2022)
    LoRaWAN Security Issues and Mitigation Options by the Example of Agricultural IoT Scenarios
    Transactions on Emerging Telecommunications Technologies (ETT) ;33.
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    The Internet of Things (IoT) is a major trend that is seen as a great opportunity to improve efficiency in many domains, including agriculture. This technology could transform the sector, improving the management and quality of agricultural operations, for example, crop farming. The most promising data transmission standard for this domain seems to be Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), a popular representative of low power wide area network technologies today. LoRaWAN, like any wireless protocol, has properties that can be exploited by attackers, which has been a topic of multiple research papers in recent years. By conducting a systematic literature review, we build a recent list of attacks, as well as collect mitigation options. Taking a look at a concrete use case (IoT in agriculture) allows us to evaluate the practicality of both exploiting the vulnerabilities and implementing the countermeasures. We detected 16 attacks that we grouped into six attack types. Along with the attacks, we collect countermeasures for attack mitigation. Developers can use our findings to minimize the risks when developing applications based on LoRaWAN. These mostly theoretical security recommendations should encourage future works to evaluate the mitigations in practice.

    @article{kuntke_lorawan_2022,
    title = {{LoRaWAN} {Security} {Issues} and {Mitigation} {Options} by the {Example} of {Agricultural} {IoT} {Scenarios}},
    volume = {33},
    url = {https://www.peasec.de/paper/2022/2022_KuntkeRomanenkoLinsnerSteinbrinkReuter_LoRaWANsecurityAgriculture_ETT.pdf},
    abstract = {The Internet of Things (IoT) is a major trend that is seen as a great opportunity to improve efficiency in many domains, including agriculture. This technology could transform the sector, improving the management and quality of agricultural operations, for example, crop farming. The most promising data transmission standard for this domain seems to be Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), a popular representative of low power wide area network technologies today. LoRaWAN, like any wireless protocol, has properties that can be exploited by attackers, which has been a topic of multiple research papers in recent years. By conducting a systematic literature review, we build a recent list of attacks, as well as collect mitigation options. Taking a look at a concrete use case (IoT in agriculture) allows us to evaluate the practicality of both exploiting the vulnerabilities and implementing the countermeasures. We detected 16 attacks that we grouped into six attack types. Along with the attacks, we collect countermeasures for attack mitigation. Developers can use our findings to minimize the risks when developing applications based on LoRaWAN. These mostly theoretical security recommendations should encourage future works to evaluate the mitigations in practice.},
    journal = {Transactions on Emerging Telecommunications Technologies (ETT)},
    author = {Kuntke, Franz and Romanenko, Vladimir and Linsner, Sebastian and Steinbrink, Enno and Reuter, Christian},
    year = {2022},
    keywords = {Security, Student, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Projekt-HyServ, Projekt-GeoBox, Projekt-GRKPrivacy, Projekt-AgriRegio},
    }

  • Franz Kuntke, Sebastian Linsner, Enno Steinbrink, Jonas Franken, Christian Reuter (2022)
    Resilience in Agriculture: Communication and Energy Infrastructure Dependencies of German Farmers
    International Journal of Disaster Risk Science (IJDRS) . doi:10.1007/s13753-022-00404-7
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Agriculture is subject to high demands regarding resilience as it is an essential component of the food production chain. In the agricultural sector, there is an increasing usage of digital tools that rely on communication and energy infrastructures. Should disruption occur, such strengthened dependencies on other infrastructures increase the probability of ripple effects. Thus, there is a need to analyze the resilience of the agricultural sector with a specific focus on the effects of digitalization. This study works out resilience capacities of the interconnected technologies used in farm systems based on the experiences and opinions of farmers. Information was gathered through focus group interviews with farmers (N = 52) and a survey with participants from the agricultural sector (N = 118). In particular, the focus is put on the digital tools and other information and communication technologies they use. Based on a definition of resilience capacities, we evaluate resilience regarding energy and communication demands in various types of farm systems. Especially important are the resilience aspects of modern systems’ digital communication as well as the poorly developed and nonresilient network infrastructure in rural areas that contrast with the claim for a resilient agriculture. The result is a low robustness capacity, as our analysis concludes with the risk of food production losses.

    @article{kuntke_resilience_2022,
    title = {Resilience in {Agriculture}: {Communication} and {Energy} {Infrastructure} {Dependencies} of {German} {Farmers}},
    url = {https://link.springer.com/article/10.1007/s13753-022-00404-7},
    doi = {10.1007/s13753-022-00404-7},
    abstract = {Agriculture is subject to high demands regarding resilience as it is an essential component of the food production chain. In the agricultural sector, there is an increasing usage of digital tools that rely on communication and energy infrastructures. Should disruption occur, such strengthened dependencies on other infrastructures increase the probability of ripple effects. Thus, there is a need to analyze the resilience of the agricultural sector with a specific focus on the effects of digitalization. This study works out resilience capacities of the interconnected technologies used in farm systems based on the experiences and opinions of farmers. Information was gathered through focus group interviews with farmers (N = 52) and a survey with participants from the agricultural sector (N = 118). In particular, the focus is put on the digital tools and other information and communication technologies they use. Based on a definition of resilience capacities, we evaluate resilience regarding energy and communication demands in various types of farm systems. Especially important are the resilience aspects of modern systems’ digital communication as well as the poorly developed and nonresilient network infrastructure in rural areas that contrast with the claim for a resilient agriculture. The result is a low robustness capacity, as our analysis concludes with the risk of food production losses.},
    journal = {International Journal of Disaster Risk Science (IJDRS)},
    author = {Kuntke, Franz and Linsner, Sebastian and Steinbrink, Enno and Franken, Jonas and Reuter, Christian},
    year = {2022},
    keywords = {Security, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Selected, Projekt-HyServ, Projekt-GeoBox, Projekt-GRKPrivacy},
    }

  • Sebastian Linsner, Franz Kuntke, Enno Steinbrink, Jonas Franken, Christian Reuter (2021)
    The Role of Privacy in Digitalization – Analysing the German Farmers‘ Perspective
    Proceedings on Privacy Enhancing Technologies (PoPETs) ;2021(3).
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Technological progress can disrupt domains and change the way we work and collaborate. This paper presents a qualitative study with 52 German farmers that investigates the impact of the ongoing digitalization process in agriculture and discusses the implications for privacy research. As in other domains, the introduction of digital tools and services leads to the data itself becoming a resource. Sharing this data with products along the supply chain is favored by retailers and consumers, who benefit from traceability through transparency. However, transparency can pose a privacy risk. Having insight into the business data of others along the supply chain provides an advantage in terms of market position. This is particularly true in agriculture, where there is already a significant imbalance of power between actors. A multitude of small and medium-sized farming businesses are opposed by large upstream and downstream players that drive technological innovation. Further weakening the market position of farmers could lead to severe consequences for the entire sector. We found that on the one hand, privacy behaviors are affected by adoption of digitalization, and on the other hand, privacy itself influences adoption of digital tools. Our study sheds light on the emerging challenges for farmers and the role of privacy in the process of digitalization in agriculture.

    @article{linsner_role_2021,
    title = {The {Role} of {Privacy} in {Digitalization} – {Analysing} the {German} {Farmers}' {Perspective}},
    volume = {2021},
    url = {https://www.petsymposium.org/2021/files/papers/issue3/popets-2021-0050.pdf},
    abstract = {Technological progress can disrupt domains
    and change the way we work and collaborate. This paper presents a qualitative study with 52 German farmers
    that investigates the impact of the ongoing digitalization process in agriculture and discusses the implications for privacy research. As in other domains, the introduction of digital tools and services leads to the data
    itself becoming a resource. Sharing this data with products along the supply chain is favored by retailers and
    consumers, who benefit from traceability through transparency. However, transparency can pose a privacy risk.
    Having insight into the business data of others along the
    supply chain provides an advantage in terms of market
    position. This is particularly true in agriculture, where
    there is already a significant imbalance of power between actors. A multitude of small and medium-sized
    farming businesses are opposed by large upstream and
    downstream players that drive technological innovation.
    Further weakening the market position of farmers could
    lead to severe consequences for the entire sector. We
    found that on the one hand, privacy behaviors are affected by adoption of digitalization, and on the other
    hand, privacy itself influences adoption of digital tools.
    Our study sheds light on the emerging challenges for
    farmers and the role of privacy in the process of digitalization in agriculture.},
    number = {3},
    journal = {Proceedings on Privacy Enhancing Technologies (PoPETs)},
    author = {Linsner, Sebastian and Kuntke, Franz and Steinbrink, Enno and Franken, Jonas and Reuter, Christian},
    year = {2021},
    keywords = {HCI, Security, UsableSec, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Selected, Ranking-CORE-A, AuswahlUsableSec, Projekt-HyServ, Projekt-GeoBox, Projekt-GRKPrivacy},
    }

  • Franz Kuntke, Marcel Sinn, Sebastian Linsner, Christian Reuter (2021)
    Low Power Wide Area Networks (LPWAN) für krisentaugliche Datenübertragung in landwirtschaftlichen Betrieben
    41. GIL-Jahrestagung: Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft Meyer-Aurich, Andreas Gandorfer, Markus Hoffmann, Christa Weltzien, Cornelia Bellingrath-Kimura, Sonoko D. Floto, Helga.
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Zuverlässige IT-basierte Kommunikation in der Landwirtschaft wird immer wichtiger für den regulären Betriebsablauf. Sollte sich ein Landwirt beispielsweise während eines lokalen Krisenfalls, wie einem Ausfall des Mobilfunknetzes oder des Internetzugangs des Betriebs, auf dem Feld aufhalten, wird ein alternativer Kommunikationskanal benötigt, um weiterhin eine Verbindung zu IT-Komponenten und benötigten Daten herstellen zu können. Mit der zunehmenden Digitalisierung finden Low-Power-Wide-Area-Network (LPWAN)-Technologien immer häufiger Anwendung, beispielsweise durch den Aufbau von Sensornetzwerken. Die eingesetzten LPWANTechnologien bieten dabei eine hohe Reichweite und sind größtenteils autark einsetzbar, erlauben jedoch keine klassische TCP/IP-Kommunikation. Im Rahmen dieser Arbeit wird experimentell eine populäre LPWAN-Technologie, namentlich LoRaWAN, durch AX.25 auf OSI-Schicht 2 (Data Link Layer) ergänzt, um Endgeräten eine TCP/IP-basierte Kommunikation über weite Strecken zu erlauben. Die Evaluation zeigt, dass klassische Anwendungen mit niedriger Bandbreite somit funktionsfähig sind und krisentaugliche Datenübertragung in landwirtschaftlichen Betrieben ermöglichen können.

    @inproceedings{kuntke_low_2021,
    address = {Meyer-Aurich, Andreas Gandorfer, Markus Hoffmann, Christa Weltzien, Cornelia Bellingrath-Kimura, Sonoko D. Floto, Helga},
    title = {Low {Power} {Wide} {Area} {Networks} ({LPWAN}) für krisentaugliche {Datenübertragung} in landwirtschaftlichen {Betrieben}},
    url = {http://www.peasec.de/paper/2021/2021_KuntkeSinnLinsnerReuter_LowPowerWideAreaNetworks_GIL.pdf},
    abstract = {Zuverlässige IT-basierte Kommunikation in der Landwirtschaft wird immer wichtiger für den regulären Betriebsablauf. Sollte sich ein Landwirt beispielsweise während eines lokalen Krisenfalls, wie einem Ausfall des Mobilfunknetzes oder des Internetzugangs des Betriebs, auf dem Feld aufhalten, wird ein alternativer Kommunikationskanal benötigt, um weiterhin eine Verbindung zu IT-Komponenten und benötigten Daten herstellen zu können. Mit der zunehmenden Digitalisierung finden Low-Power-Wide-Area-Network (LPWAN)-Technologien immer häufiger Anwendung, beispielsweise durch den Aufbau von Sensornetzwerken. Die eingesetzten LPWANTechnologien bieten dabei eine hohe Reichweite und sind größtenteils autark einsetzbar, erlauben jedoch keine klassische TCP/IP-Kommunikation. Im Rahmen dieser Arbeit wird experimentell eine populäre LPWAN-Technologie, namentlich LoRaWAN, durch AX.25 auf OSI-Schicht 2 (Data Link Layer) ergänzt, um Endgeräten eine TCP/IP-basierte Kommunikation über weite Strecken zu erlauben. Die Evaluation zeigt, dass klassische Anwendungen mit niedriger Bandbreite somit funktionsfähig sind und krisentaugliche Datenübertragung in landwirtschaftlichen Betrieben ermöglichen können.},
    booktitle = {41. {GIL}-{Jahrestagung}: {Informatik} in der {Land}-, {Forst}- und {Ernährungswirtschaft}},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik},
    author = {Kuntke, Franz and Sinn, Marcel and Linsner, Sebastian and Reuter, Christian},
    editor = {Meyer-Aurich, Andreas and Gandorfer, Markus and Hoffmann, Christa and Weltzien, Cornelia and Bellingrath-Kimura, Sonoko D. and Floto, Helga},
    year = {2021},
    keywords = {Security, Ranking-VHB-C, Projekt-HyServ, Projekt-GeoBox},
    pages = {193--198},
    }

  • Daniel Eberz-Eder, Franz Kuntke, Wolfgang Schneider, Christian Reuter (2021)
    Technologische Umsetzung des Resilient Smart Farming (RSF) durch den Einsatz von Edge-Computing
    41. GIL-Jahrestagung: Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft .
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Edge Computing bietet die Möglichkeit zur Realisierung von Resilient Smart Farming (RSF). Die vorliegende Arbeit setzt sich mit Möglichkeiten der möglichst ausfallsicheren Digitalisierung der Landwirtschaft als kritischer Infrastruktur auseinander und zeigt auf, dass dezentrale Lösungen des Edge Computing inzwischen innovative technologische Möglichkeiten zur Realisierung von RSF bieten. Die Vorteile der lokalen Datenverarbeitung am Entstehungsort in Kombination mit einer regionalen Vernetzung bieten neue Möglichkeiten im Zeitalter von 5GInfrastrukturen und dem Einsatz von IoT-Sensornetzwerken. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf Edge Computing als Technologie zur Umsetzung eines resilienten Smart Farming.

    @inproceedings{eberz-eder_technologische_2021,
    title = {Technologische {Umsetzung} des {Resilient} {Smart} {Farming} ({RSF}) durch den {Einsatz} von {Edge}-{Computing}},
    url = {http://www.peasec.de/paper/2021/2021_EberzEderKuntkeSchneiderReuter_TechnischeUmsetzungResilientSmartFarming_GIL.pdf},
    abstract = {Edge Computing bietet die Möglichkeit zur Realisierung von Resilient Smart Farming (RSF). Die vorliegende Arbeit setzt sich mit Möglichkeiten der möglichst ausfallsicheren Digitalisierung der Landwirtschaft als kritischer Infrastruktur auseinander und zeigt auf, dass dezentrale Lösungen des Edge Computing inzwischen innovative technologische Möglichkeiten zur Realisierung von RSF bieten. Die Vorteile der lokalen Datenverarbeitung am Entstehungsort in Kombination mit einer regionalen Vernetzung bieten neue Möglichkeiten im Zeitalter von 5GInfrastrukturen und dem Einsatz von IoT-Sensornetzwerken. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf Edge Computing als Technologie zur Umsetzung eines resilienten Smart Farming.},
    booktitle = {41. {GIL}-{Jahrestagung}: {Informatik} in der {Land}-, {Forst}- und {Ernährungswirtschaft}},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik},
    author = {Eberz-Eder, Daniel and Kuntke, Franz and Schneider, Wolfgang and Reuter, Christian},
    year = {2021},
    keywords = {Security, UsableSec, Ranking-VHB-C, Projekt-GeoBox},
    pages = {79--84},
    }

  • Franz Kuntke, Marcel Sinn, Christian Reuter (2021)
    Reliable Data Transmission using Low Power Wide Area Networks (LPWAN) for Agricultural Applications
    Proceedings of the 16th International Workshop on Frontiers in Availability, Reliability and Security (FARES 2021) . doi:10.1145/3465481.3469191
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Reliable IT-based communication in agriculture is becoming increasingly important for regular operations. For example, if a farmer is in the field during a network outage, such as a failure of the mobile network, an alternative communication channel is needed to continue to connect to IT components and required data. With increasing digitalization, Low Power Wide Area Network (LPWAN) technologies are being used more and more frequently, e.g. for sensor networks. The LPWAN technologies offer a high range and can be used autonomously for the most part, but do not allow classic TCP/IP communication. In this work, a popular LPWAN technology, namely LoRaWAN, is experimentally supplemented by AX.25 on OSI layer 2 (Data Link Layer) to allow end devices TCP/IP-based communication over long distances. The evaluation shows that classic low-bandwidth applications are thus functional and can enable reliable, crisis-capable data transmission.

    @inproceedings{kuntke_reliable_2021,
    title = {Reliable {Data} {Transmission} using {Low} {Power} {Wide} {Area} {Networks} ({LPWAN}) for {Agricultural} {Applications}},
    url = {http://www.peasec.de/paper/2021/2021_KuntkeSinnReuter_LPWANAgriculture_FARES.pdf},
    doi = {10.1145/3465481.3469191},
    abstract = {Reliable IT-based communication in agriculture is becoming increasingly important for regular operations. For example, if a farmer is in the field during a network outage, such as a failure of the mobile network, an alternative communication channel is needed to continue to connect to IT components and required data. With increasing digitalization, Low Power Wide Area Network (LPWAN) technologies are being used more and more frequently, e.g. for sensor networks. The LPWAN technologies offer a high range and can be used autonomously for the most part, but do not allow classic TCP/IP communication. In this work, a popular LPWAN technology, namely LoRaWAN, is experimentally supplemented by AX.25 on OSI layer 2 (Data Link Layer) to allow end devices TCP/IP-based communication over long distances. The evaluation shows that classic low-bandwidth applications are thus functional and can enable reliable, crisis-capable data transmission.},
    booktitle = {Proceedings of the 16th {International} {Workshop} on {Frontiers} in {Availability}, {Reliability} and {Security} ({FARES} 2021)},
    author = {Kuntke, Franz and Sinn, Marcel and Reuter, Christian},
    year = {2021},
    keywords = {Security, Student, Projekt-HyServ, Projekt-GeoBox},
    pages = {1--9},
    }

  • Franz Kuntke, Christian Reuter, Wolfgang Schneider, Daniel Eberz, Ansgar Bernardi (2020)
    Die GeoBox-Vision: Resiliente Interaktion und Kooperation in der Landwirtschaft durch dezentrale Systeme
    Mensch und Computer 2020 – Workshopband Magdeburg. doi:10.18420/muc2020-ws117-407
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Betrachtet man Landwirtschaft unter dem Blickwinkel kritischer Infrastruktur, da sie einen essenziellen Bestandteil der lebenswich-tigen Nahrungsmittelproduktion darstellt, so wird schnell klar, dass auch die dort eingesetzten Werkzeuge hohen Anforderungen stand-halten müssen. Mit dem Einsatz moderner digitaler Werkzeuge werden Erwartungen verbunden, sowohl den gesellschaftlichen Anforderungen nach Qualität und Quantität von Nahrungsmitteln gerecht zu werden, als auch dabei die Produktion möglichst effi-zient unter Berücksichtigung von Umwelt und Natur durchzufüh-ren. Ebenso gilt es die Interessen der landwirtschaftlich Beschäftig-ten zu wahren. Die Geobox-Infrastruktur verfolgt dieses Ziel. Zu den wichtigsten Aspekten, die dabei erfüllt werden müssen, zählen eine resiliente Systemarchitektur, Sicherheit und Datenhoheit, aber auch Gebrauchstauglichkeit. Dieser Beitrag diskutiert den For-schungsansatz sowie zentrale Anforderungen.

    @inproceedings{kuntke_geobox-vision_2020,
    address = {Magdeburg},
    title = {Die {GeoBox}-{Vision}: {Resiliente} {Interaktion} und {Kooperation} in der {Landwirtschaft} durch dezentrale {Systeme}},
    url = {https://dl.gi.de/handle/20.500.12116/33548},
    doi = {10.18420/muc2020-ws117-407},
    abstract = {Betrachtet man Landwirtschaft unter dem Blickwinkel kritischer Infrastruktur, da sie einen essenziellen Bestandteil der lebenswich-tigen Nahrungsmittelproduktion darstellt, so wird schnell klar, dass auch die dort eingesetzten Werkzeuge hohen Anforderungen stand-halten müssen. Mit dem Einsatz moderner digitaler Werkzeuge werden Erwartungen verbunden, sowohl den gesellschaftlichen Anforderungen nach Qualität und Quantität von Nahrungsmitteln gerecht zu werden, als auch dabei die Produktion möglichst effi-zient unter Berücksichtigung von Umwelt und Natur durchzufüh-ren. Ebenso gilt es die Interessen der landwirtschaftlich Beschäftig-ten zu wahren. Die Geobox-Infrastruktur verfolgt dieses Ziel. Zu den wichtigsten Aspekten, die dabei erfüllt werden müssen, zählen eine resiliente Systemarchitektur, Sicherheit und Datenhoheit, aber auch Gebrauchstauglichkeit. Dieser Beitrag diskutiert den For-schungsansatz sowie zentrale Anforderungen.},
    booktitle = {Mensch und {Computer} 2020 - {Workshopband}},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik e.V.},
    author = {Kuntke, Franz and Reuter, Christian and Schneider, Wolfgang and Eberz, Daniel and Bernardi, Ansgar},
    editor = {Hansen, C. and Nürnberger, A. and Preim, B.},
    year = {2020},
    keywords = {Crisis, Security, UsableSec, Infrastructure, Projekt-GeoBox},
    pages = {1--6},
    }

  • Jonas Höchst, Lars Baumgärtner, Franz Kuntke, Alvar Penning, Artur Sterz, Bernd Freisleben (2020)
    LoRa-based Device-to-Device Smartphone Communication for Crisis Scenarios
    Proceedings of Information Systems for Crisis Response and Management (ISCRAM) .
    [BibTeX] [Download PDF]

    @inproceedings{hochst_lora-based_2020,
    title = {{LoRa}-based {Device}-to-{Device} {Smartphone} {Communication} for {Crisis} {Scenarios}},
    url = {www.peasec.de/paper/2020/2020_Höchstetal_LoRaDeviceSmartphoneCommunicationCrisisScenarios.pdf},
    booktitle = {Proceedings of {Information} {Systems} for {Crisis} {Response} and {Management} ({ISCRAM})},
    author = {Höchst, Jonas and Baumgärtner, Lars and Kuntke, Franz and Penning, Alvar and Sterz, Artur and Freisleben, Bernd},
    year = {2020},
    keywords = {Crisis, Security, Projekt-MAKI, Projekt-GeoBox},
    pages = {996--1011},
    }

  • Sebastian Linsner, Franz Kuntke, Gina Maria Schmidbauer-Wolf, Christian Reuter (2019)
    Blockchain in der Landwirtschaft 4.0 – Empirische Studie zu Erwartungen von Landwirt_innen gegenüber dezentralen Services auf Basis von Distributed Ledger Technology
    Mensch und Computer 2019 Hamburg, Germany. doi:10.1145/3340764.3340799
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Digitalization, which proceeds in all branches, as well in agriculture, by using new technology, sensors and networking, requires responsible usage of data. One possibility to manage data and use them to create value is the blockchain-technology. It is primary enforced by the food industries and consumers to ensure traceability and transparency. To put blockchain-technology into beneficial use in agriculture, this domain has to be analyzed regarding social and business aspects. This paper presents the results of a qualitative study where 41 actors from the agricultural do-main participated in focus groups and delivered a written statement. It was found that farmers are interested in adapting new markets and technologies early to get an economic advantage. On the other hand, the fear of losing traditional local business partners and the social surroundings of the farmers must be considered

    @inproceedings{linsner_blockchain_2019,
    address = {Hamburg, Germany},
    title = {Blockchain in der {Landwirtschaft} 4.0 - {Empirische} {Studie} zu {Erwartungen} von {Landwirt}\_innen gegenüber dezentralen {Services} auf {Basis} von {Distributed} {Ledger} {Technology}},
    url = {https://dl.acm.org/citation.cfm?id=3340799},
    doi = {10.1145/3340764.3340799},
    abstract = {Digitalization, which proceeds in all branches, as well in agriculture, by using new technology, sensors and networking, requires responsible usage of data. One possibility to manage data and use them to create value is the blockchain-technology. It is primary enforced by the food industries and consumers to ensure traceability and transparency. To put blockchain-technology into beneficial use in agriculture, this domain has to be analyzed regarding social and business aspects. This paper presents the results of a qualitative study where 41 actors from the agricultural do-main participated in focus groups and delivered a written statement. It was found that farmers are interested in adapting new markets and technologies early to get an economic advantage. On the other hand, the fear of losing traditional local business partners and the social surroundings of the farmers must be considered},
    booktitle = {Mensch und {Computer} 2019},
    publisher = {ACM},
    author = {Linsner, Sebastian and Kuntke, Franz and Schmidbauer-Wolf, Gina Maria and Reuter, Christian},
    editor = {Alt, Florian and Bulling, Andreas and Döring, Tanja},
    year = {2019},
    keywords = {HCI, Projekt-CRISP, Projekt-CROSSING, Cooperation, Projekt-HyServ, Projekt-MAKI, Projekt-GeoBox},
    pages = {103--113},
    }

  • Christian Reuter, Wolfgang Schneider, Daniel Eberz (2019)
    Resilient Smart Farming (RSF) – Nutzung digitaler Technologien in krisensicherer Infrastruktur
    39. GIL-Jahrestagung: Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft Fokus; Digitalisierung für landwirtschaftliche Betriebe in kleinstrukturierten Regionen – ein Widerspruch in sich?, Lecture Notes in Informatics (LNI) Vienna, Austria.
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Resilienz ist in aller Munde. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Ausfall- und Angriffssicherheit der Landwirtschaft als zentraler Bestandteil der Ernährungswirtschaft im digitalen Zeitalter kritisch auseinander. Dabei geht es nicht um die Frage, ob Smart Farming in der landwirtschaftlichen Praxis sinnvoll ist, sondern ob deren Infrastruktur den Anforderungen einer ausfallsicheren (resilienten) Infrastruktur gerecht wird. Da die Ernährungswirtschaft ein Teil der kritischen Infrastruktur ist, ist deren Analyse in Hinsicht auf mögliche Angriffspotenziale und auf Ausfallsicherheit von gesellschaftlicher Relevanz. Wir schlagen Resilient Smart Farming (RSF) zur Nutzung digitaler Technologien in krisensicherer Infrastruktur vor.

    @inproceedings{reuter_resilient_2019,
    address = {Vienna, Austria},
    title = {Resilient {Smart} {Farming} ({RSF}) – {Nutzung} digitaler {Technologien} in krisensicherer {Infrastruktur}},
    url = {http://gil-net.de/Publikationen/139_177.pdf},
    abstract = {Resilienz ist in aller Munde. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Ausfall- und Angriffssicherheit der Landwirtschaft als zentraler Bestandteil der Ernährungswirtschaft im digitalen Zeitalter kritisch auseinander. Dabei geht es nicht um die Frage, ob Smart Farming in der landwirtschaftlichen Praxis sinnvoll ist, sondern ob deren Infrastruktur den Anforderungen einer ausfallsicheren (resilienten) Infrastruktur gerecht wird. Da die Ernährungswirtschaft ein Teil der kritischen Infrastruktur ist, ist deren Analyse in Hinsicht auf mögliche Angriffspotenziale und auf Ausfallsicherheit von gesellschaftlicher Relevanz. Wir schlagen Resilient Smart Farming (RSF) zur Nutzung digitaler Technologien in krisensicherer Infrastruktur vor.},
    booktitle = {39. {GIL}-{Jahrestagung}: {Informatik} in der {Land}-, {Forst}- und {Ernährungswirtschaft} {Fokus}; {Digitalisierung} für landwirtschaftliche {Betriebe} in kleinstrukturierten {Regionen} – ein {Widerspruch} in sich?, {Lecture} {Notes} in {Informatics} ({LNI})},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik},
    author = {Reuter, Christian and Schneider, Wolfgang and Eberz, Daniel},
    editor = {Meyer-Aurich, A.},
    year = {2019},
    keywords = {Crisis, Infrastructure, Ranking-CORE-C, Ranking-VHB-C, RSF, Projekt-HyServ, Projekt-GeoBox},
    pages = {177--182},
    }

  • Sebastian Linsner, Rashmi Varma, Christian Reuter (2019)
    Vulnerability Assessment in the Smart Farming Infrastructure through Cyberattacks
    39. GIL-Jahrestagung: Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft Fokus; Digitalisierung für landwirtschaftliche Betriebe in kleinstrukturierten Regionen – ein Widerspruch in sich?, Lecture Notes in Informatics (LNI) Wien, Austria.
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    The Internet of Things (IoT) has a significant impact on agriculture. So-called Smart Farming uses drones and a variety of sensors to measure climate, irrigation, soil moisture or GPS position. With this rapid influx of technology increases the threat that vulnerabilities in those technologies are being exploited for malicious intent. To show the impact of cyberattacks on agriculture, we present a simulation of several attacks on a ZigBee-based wireless sensor network. We conduct a delay attack, an interference attack and three different routing attacks (sinkhole, blackhole and selective forwarding attack). Those attacks are simulated using NETA with the OMNET++ framework. We will show that the security of WSN is influenced by factors like energy consumption or computation power, which can conflict with other interests like low per-unit costs.

    @inproceedings{linsner_vulnerability_2019,
    address = {Wien, Austria},
    title = {Vulnerability {Assessment} in the {Smart} {Farming} {Infrastructure} through {Cyberattacks}},
    url = {http://gil-net.de/Publikationen/139_119.pdf},
    abstract = {The Internet of Things (IoT) has a significant impact on agriculture. So-called Smart Farming uses drones and a variety of sensors to measure climate, irrigation, soil moisture or GPS position. With this rapid influx of technology increases the threat that vulnerabilities in those technologies are being exploited for malicious intent. To show the impact of cyberattacks on agriculture, we present a simulation of several attacks on a ZigBee-based wireless sensor network. We conduct a delay attack, an interference attack and three different routing attacks (sinkhole, blackhole and selective forwarding attack). Those attacks are simulated using NETA with the OMNET++ framework. We will show that the security of WSN is influenced by factors like energy consumption or computation power, which can conflict with other interests like low per-unit costs.},
    booktitle = {39. {GIL}-{Jahrestagung}: {Informatik} in der {Land}-, {Forst}- und {Ernährungswirtschaft} {Fokus}; {Digitalisierung} für landwirtschaftliche {Betriebe} in kleinstrukturierten {Regionen} – ein {Widerspruch} in sich?, {Lecture} {Notes} in {Informatics} ({LNI})},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik},
    author = {Linsner, Sebastian and Varma, Rashmi and Reuter, Christian},
    editor = {Meyer-Aurich, A.},
    year = {2019},
    keywords = {Projekt-CROSSING, Security, Student, Infrastructure, Ranking-CORE-C, Ranking-VHB-C, RSF, Projekt-HyServ, Projekt-GeoBox},
    pages = {119--124},
    }

  • Timo Kalle, Marc-André Kaufhold, Franz Kuntke, Christian Reuter, Amr Rizk, Ralf Steinmetz (2019)
    Resilience in Security and Crises through Adaptions and Transitions
    INFORMATIK 2019: 50 Jahre Gesellschaft für Informatik – Informatik für Gesellschaft (Workshop-Beiträge), Lecture Notes in Informatics (LNI) Kassel, Germany. doi:10.18420/inf2019_ws60
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Currently, there is a tremendous number of communication technology and tems in use. Not only in the private user space, but also in business operations and societal areas, they are deeply involved: Ranging from messaging services or navigation over (critical) SCADA systems to whole digital cities and communities. Consequently, the view on communication networks in security and particularly crisis scenarios becomes inevitable. This paper examines the notions of resilience, adaption and transition within communication networks with a specific focus on crises. Based on a structured literature review, the fundamentals of resilience and communication networks are introduced. The paper then discusses the characteristics of (a) evolvability, accessibility, usability and diversity as well as (b) self-organization, -management, -optimization, – monitoring, -healing and -protection for communication network resilience. Finally, it outlines challenges and potentials of communication network resilience based in the use cases of security and crises.

    @inproceedings{kalle_resilience_2019,
    address = {Kassel, Germany},
    title = {Resilience in {Security} and {Crises} through {Adaptions} and {Transitions}},
    url = {https://dl.gi.de/bitstream/handle/20.500.12116/25097/paper12_02.pdf},
    doi = {10.18420/inf2019_ws60},
    abstract = {Currently, there is a tremendous number of communication technology and tems in use. Not only in the private user space, but also in business operations and societal areas, they are deeply involved: Ranging from messaging services or navigation over (critical) SCADA systems to whole digital cities and communities. Consequently, the view on communication networks in security and particularly crisis scenarios becomes inevitable. This paper examines the notions of resilience, adaption and transition within communication networks with a specific focus on crises. Based on a structured literature review, the fundamentals of resilience and communication networks are introduced. The paper then discusses the characteristics of (a) evolvability, accessibility, usability and diversity as well as (b) self-organization, -management, -optimization, - monitoring, -healing and -protection for communication network resilience. Finally, it outlines challenges and potentials of communication network resilience based in the use cases of security and crises.},
    booktitle = {{INFORMATIK} 2019: 50 {Jahre} {Gesellschaft} für {Informatik} – {Informatik} für {Gesellschaft} ({Workshop}-{Beiträge}), {Lecture} {Notes} in {Informatics} ({LNI})},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik e. V.},
    author = {Kalle, Timo and Kaufhold, Marc-André and Kuntke, Franz and Reuter, Christian and Rizk, Amr and Steinmetz, Ralf},
    editor = {Draude, C. and Lange, M. and Sick, B.},
    year = {2019},
    keywords = {Crisis, HCI, Security, Student, UsableSec, Ranking-CORE-C, Ranking-VHB-C, Projekt-MAKI, Projekt-GeoBox},
    pages = {571--584},
    }

  • Marc-André Kaufhold, Margarita Grinko, Christian Reuter, Marén Schorch, Amanda Langer, Sascha Skudelny, Matthias Hollick (2019)
    Potentiale von IKT beim Ausfall kritischer Infrastrukturen: Erwartungen, Informationsgewinnung und Mediennutzung der Zivilbevölkerung in Deutschland
    Proceedings of the International Conference on Wirtschaftsinformatik (WI) Siegen, Germany.
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    In der Sicherheits- und Krisenforschung stehen bislang primär Fragen der Vulne-rabilität, Stärkung von Resilienz und Erhaltung bzw. Wiederherstellung kritischer Infrastrukturen (KRITIS) im Mittelpunkt; zunehmend wird auch die Bedeutung von Sozialen Medien und Krisen-Apps erkannt. Inwiefern ist die Zivilbevölke-rung in Deutschland aber auf das Eintreten einer Krise tatsächlich vorbereitet? Welche Informations- und Kommunikationstechniken (IKT) werden im Alltag und bei einem potentiellen Infrastrukturausfall genutzt? Unser Beitrag stellt die Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage mit 1024 Teilnehmern in Deutschland vor, die belegen, dass Gefahrenbewusstsein, Vorbereitung, effektives Krisenma-nagement und Verbreitung von Krisen-Apps in Deutschland noch relativ gering sind, während traditionelle Kommunikations- und Informationskanäle sowie in-formelle Informationsnetzwerke bevorzugt werden. Die Ergebnisse stellen wei-terhin die beträchtlichen Unterstützungspotentiale von IKT in derartigen Krisensi-tuationen heraus, die zur Erhöhung des Risikobewusstseins, der Erleichterung des Informationstransfers und der Verbesserung der Kommunikation zwischen Zivilbevölkerung, KRITIS-Betreibern und Behörden und Organisationen mit Si-cherheitsaufgaben (BOS) entscheidend beitragen können.

    @inproceedings{kaufhold_potentiale_2019,
    address = {Siegen, Germany},
    title = {Potentiale von {IKT} beim {Ausfall} kritischer {Infrastrukturen}: {Erwartungen}, {Informationsgewinnung} und {Mediennutzung} der {Zivilbevölkerung} in {Deutschland}},
    url = {http://www.peasec.de/paper/2019/2019_KaufholdGrinkoReuterSchorschLangerSkudelnyHollick_InfrastrukturAusfall_WI.pdf},
    abstract = {In der Sicherheits- und Krisenforschung stehen bislang primär Fragen der Vulne-rabilität, Stärkung von Resilienz und Erhaltung bzw. Wiederherstellung kritischer Infrastrukturen (KRITIS) im Mittelpunkt; zunehmend wird auch die Bedeutung von Sozialen Medien und Krisen-Apps erkannt. Inwiefern ist die Zivilbevölke-rung in Deutschland aber auf das Eintreten einer Krise tatsächlich vorbereitet? Welche Informations- und Kommunikationstechniken (IKT) werden im Alltag und bei einem potentiellen Infrastrukturausfall genutzt? Unser Beitrag stellt die Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage mit 1024 Teilnehmern in Deutschland vor, die belegen, dass Gefahrenbewusstsein, Vorbereitung, effektives Krisenma-nagement und Verbreitung von Krisen-Apps in Deutschland noch relativ gering sind, während traditionelle Kommunikations- und Informationskanäle sowie in-formelle Informationsnetzwerke bevorzugt werden. Die Ergebnisse stellen wei-terhin die beträchtlichen Unterstützungspotentiale von IKT in derartigen Krisensi-tuationen heraus, die zur Erhöhung des Risikobewusstseins, der Erleichterung des Informationstransfers und der Verbesserung der Kommunikation zwischen Zivilbevölkerung, KRITIS-Betreibern und Behörden und Organisationen mit Si-cherheitsaufgaben (BOS) entscheidend beitragen können.},
    booktitle = {Proceedings of the {International} {Conference} on {Wirtschaftsinformatik} ({WI})},
    publisher = {AIS},
    author = {Kaufhold, Marc-André and Grinko, Margarita and Reuter, Christian and Schorch, Marén and Langer, Amanda and Skudelny, Sascha and Hollick, Matthias},
    year = {2019},
    keywords = {Crisis, Projekt-KontiKat, HCI, Infrastructure, Ranking-CORE-C, Ranking-VHB-C, SocialMedia, Ranking-WKWI-A, RSF, Projekt-HyServ, Projekt-MAKI, Projekt-GeoBox},
    pages = {1054--1068},
    }

  • Christian Reuter, Wolfgang Schneider, Daniel Eberz, Markus Bayer, Daniel Hartung, Cemal Kaygusuz (2018)
    Resiliente Digitalisierung der kritischen Infrastruktur Landwirtschaft – mobil, dezentral, ausfallsicher
    Mensch und Computer 2018: Workshopband Dresden, Germany.
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    Diese Arbeit befasst sich mit der zunehmenden Digitalisierung der kritischen Infrastruktur Ernährungswirtschaft und setzt den Fokus insbesondere auf die dadurch resultierenden in-formationstechnologischen Folgen bezüglich der Angriffs- und Ausfallsicherheit in der Landwirtschaft und von ihr abhängigen Sektoren. In diesem Kontext wird die Modernisie-rungen der Landmaschinen und deren Vernetzung sowie das Cloud-Computing in der Landwirtschaft analysiert und zu treffende Maßnahmen bezüglich einer resilienten Struktur erläutert. In vielen Bereichen wird dabei aufgezeigt, dass das Ausfallrisiko der Produktion zugunsten von Vorteilen wie Ertrags- und Qualitätssteigerung vernachlässigt wird.

    @inproceedings{reuter_resiliente_2018,
    address = {Dresden, Germany},
    title = {Resiliente {Digitalisierung} der kritischen {Infrastruktur} {Landwirtschaft} - mobil, dezentral, ausfallsicher},
    url = {https://dl.gi.de/bitstream/handle/20.500.12116/16930/Beitrag_330_final__a.pdf},
    abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit der zunehmenden Digitalisierung der kritischen Infrastruktur Ernährungswirtschaft und setzt den Fokus insbesondere auf die dadurch resultierenden in-formationstechnologischen Folgen bezüglich der Angriffs- und Ausfallsicherheit in der Landwirtschaft und von ihr abhängigen Sektoren. In diesem Kontext wird die Modernisie-rungen der Landmaschinen und deren Vernetzung sowie das Cloud-Computing in der Landwirtschaft analysiert und zu treffende Maßnahmen bezüglich einer resilienten Struktur erläutert. In vielen Bereichen wird dabei aufgezeigt, dass das Ausfallrisiko der Produktion zugunsten von Vorteilen wie Ertrags- und Qualitätssteigerung vernachlässigt wird.},
    booktitle = {Mensch und {Computer} 2018: {Workshopband}},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik e.V.},
    author = {Reuter, Christian and Schneider, Wolfgang and Eberz, Daniel and Bayer, Markus and Hartung, Daniel and Kaygusuz, Cemal},
    editor = {Dachselt, Raimund and Weber, Gerhard},
    year = {2018},
    keywords = {Crisis, Projekt-KontiKat, Student, Infrastructure, RSF, Projekt-HyServ, Projekt-MAKI, Projekt-GeoBox},
    pages = {623--632},
    }