10.10.2018

FOAM - Kartographie 4.0 als Konkurrent zu GPS?

Globale Standortbestimmung als dApp auf der Ethereum Blockchain - Wir haben alle Informationen zusammengetragen.

Mit Live-Schaltung im September 2018 schickt sich Foam aktuell an die räumliche Deutungshoheit des Global Position Standard (GPS) der US Air Force auszuhebeln. Auf der Basis von Geohashing und LowPower-LongRange – Frequenzspreizung soll Schritt für Schritt ein digitales Kartensystem entstehen, das von entsprechend Hardware gestützten Usern selbst betrieben wird und auf Basis der byzantinischen Fehlertoleranz akkurate Standortbestimmungen ermöglicht. - Wir lauschen in den Äther und stellen die wichtigsten FOAM Features vor!

foam

Koordinaten in der Foam Kartographie

FOAM funkt in die Löcher der Air Force

Bislang können 31 Satelliten der US Air Force zur zivilen Standortbestimmung genutzt werden. Darüber hinaus haben sich konkurrierende Systeme Russlands (GLONASS), Chinas (BeiDou) und der Europäischen Gemeinschaft (GALILEO) als GNSS (Global Navigation Satellite System) Provider im All zum gleichen Zweck positioniert.

Zivile GPS Daten sind manipulierbar und nicht verschlüsselt

Jeder zivile Empfänger (z.B. ein entsprechender Smartphone Device) benötigt mindestens 4 zeitgestempelte Satellitensignale, um eine verlässliche Raumkoordinate abzubilden. Dies ist besonders im innerstädtischen Bereich nicht immer zu gewährleisten, da eine dichte Bebauung den Empfang von 4 Signalen prinzipiell erschweren bzw. zu unpräzisen Mehrfachsignalen führen kann. Dieser Prozess ist für den Empfänger mit einem hohen Energieverbrauch verknüpft und nahezu unpraktikabel im heraufziehenden Zeitalter des Internet of Things. Zivile GPS-Daten sind zudem unverschlüsselt und damit leicht zu manipulieren. Bedenkt man, dass nahezu das gesamte Finanzwesen auf GPS basiert (siehe dazu auch gz.com), ist dies eine im mindesten beängstigende Fallkomponente.

Bereits seit 2007 befasst sich die US Air Force mit einem diesem Umstand Rechnung tragenden Systemupdate – dem Operational Control System (OCX). Dessen Launch wurde bis dato jedoch mehrfach verschoben und ist nun für 2022 geplant. Bis dahin gehören relativ einfaches Jamming (Verschlechterung der Satellitenfrequenz durch technologische Forcierung der Hintergrundgeräusche) mittels u.a. im Netz illegal käuflicher Hardware oder technologisch aufwendigeres Spoofing (manipulative Imitation eines weiterhin gültigen obgleich fehlgeleiteten GPS - Signals) zum Tagesgeschäft sämtlicher auf GPS basierenden Anwendungen.

Zyklische Sonnenstürme (Teilchenstrahlung der Sonne aufgrund von Eruptionen auf dem Himmelskörper) und deren Veränderung der oberen Erdatmosphäre und Ionosphäre können GPS – Übertragungen außerdem bis zu einigen Tagen außer Kraft setzen. Spätestens jetzt stürzt jedes Flying Taxi in die nächste Lichtung.

Verlässlicheren Ortungsstandard dank Blockchain?

Damit dies nicht passiert, baut die Brooklyner Crew von FOAM um CEO Ryan John King an einem diese Problematiken aushebelnden verlässlichen Ortungsstandard für das heraufziehende Blockchainzeitalter. Dessen vielfältige Nutzungsmöglichkeiten reichen von führerlosem Fahren, Supply Chain Management und hier der Kontrolle von Lieferstationen oder als simples Backup bei eben einem GPS – Ausfall im Flugverkehr. Letzteres forciert u.a. The Boeing Company laut btc-echo.de bereits seit vergangenem Jahr unter eigener Patentflagge. 

Die wichtigsten FOAM Features im Überblick:

  • Crypto Spatial Coordinate (CSC)
  • Spatial Index and Visualizer (SIV) mit Points of Interests (POI) aka dezentrale digitale world map
  • LoRa – Funkspreizung zur Ortsbestimmung in Echtzeit
  • Proof of Location durch Anchor - Quorum auf Basis der byzantinischen Fehlertoleranz
  • Ausschüttung der FOAM - Token nur im Zusammenhang mit Erstellung von Points of Interests im SIV

Crypto Spatial Coordinate (CSC)

Die Crypto Spatial Coordinate basiert auf dem offenen seit 2008 in Gebrauch befindlichen Geohash  Format, das aus Längen- und Breitenkoordinaten eine aus Ziffern und Zeichen bestehende Hashfunktion generiert, die als Schnittstelle zwischen physischer Adresse und korrespondierender Ethereum Smart Contract Adresse fungieren kann.

Spatial Index and Visualizer (SIV)

Visualisiert werden diese Koordinaten anschließend im Spatial Index and Visualizer (SIV), der via Representational State Transfer (REST) - Services die Grundlage bietet für den jeweiligen Smart Contract - konformen Kommunikationsfluss zwischen den über eine offene Schnittstelle interagierenden maßgeblich maschinellen Systemen.

LowPower LongRanke (LoRa)

Mithilfe der LowPower LongRange – Technologie (LoRa) wollen die FOAM – Entwickler die eingangs genannten Problematiken des GPS (hoher Energieverbrauch beim Signalempfänger; große Stör- und Manipulationsanfälligkeit) weiter aushebeln. Die hier gesendeten Signale über lizenzfreie Frequenzen im Spektrum 150MHz – 1GHz erreichen Distanzen von 5-15km und stehen prinzipiell jedem anwendungsbereit zur Verfügung. Aufgrund der impliziten Chirp Spread Spectrum (CSS) -Technologie – zu deutsch Zirpenfrequenzspreizung – ist eine Täuschung des Signals analog des GPS – Jamming oder - Spoofing nicht ohne weiteres möglich.

Proof of Location

Größte Herausforderung ist die Etablierung eines solchen Hardware – gestützten Funknetzwerkes, das eine flächendeckende dynamische Standort - Kommunikation gewährleistet. Dabei werden zeitsynchrone Signale zwischen mindestens 4 „Funkern“ abzüglich der Byzantinischen Fehlertoleranz (siehe dazu auch unser Artikel rund um Stellar) benötigt, um eine verlässliche Position zu bestimmen, die als Proof of Location gelten darf. Die entsprechende Mitwirkung beim Ausbau des Netzes vergütet FOAM mit der Ausschüttung seiner gleichnamigen Token und stellt damit den Begriff Mining auf eine neue Stufe. Als Hub zur Ausdehnung der Reichweite seines Netzwerkes sieht FOAM in diesem Sinne auch Kooperationen mit LoRa  und Thethingsnetwork und den hier gebündelten Kompetenzen.

Foam Token Ausschüttung nur bei Erstellung von Points of Interests

FOAM ist nicht die einzige IOT – orientierte Blockchainlösung, die sich aktuell am Markt etablieren will. Mit allein 500 verifizierten Points of Interests innerhalb der ersten 24h nach Launch wurde jedoch bereits ein klares Funksignal gesendet, das wir wohl auch in Zukunft weiter verfolgen werden können.

Über den Autor

Kathleen Händel

Kathleen Händel

Die studierte Kulturwissenschaftlerin arbeitet seit ihrem Master in den Bereichen Tourismus, für verschiedene Stiftungen und Kommunikationsagenturen. Als freie Texterin fokussiert sie sich auf die Themen Nachhaltigkeit, innovative Entwicklungskonzepte und responsible tourism. Im unternehmenswelt.de Team schreibt sie seit 2018 u.a. über die digitale Evolution durch Bitcoin, Blockchain und deren gesellschaftliche Bedeutungen.

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