Wissenschaftlicher Mitarbeiter / Post-Doktorand

Kontakt: kuntke@peasec.tu-darmstadt.de
GPG: 0xA5CE4D04 (bis 30.06.2025)

Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Informatik,
Wissenschaft und Technik für Frieden und Sicherheit (PEASEC)
Pankratiusstraße 2, 64289 Darmstadt, Raum 115

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DE

Dr.-Ing. Franz Kuntke ist wissenschaftlicher Mitarbeiter und Post-Doktorand am Lehrstuhl Wissenschaft und Technik für Frieden und Sicherheit (PEASEC) im Fachbereich Informatik der Technischen Universität Darmstadt. Er ist in der Koordination des Projekts AgriRegio (2022-2024) tätig.

Seine Forschungsinteressen liegen im Bereich von krisentauglicher Digitalisierung kritischer Infrastrukturen, mit Schwerpunkt auf den Sektor Landwirtschaft. In seiner Dissertation mit Titel Resilient Smart Farming: Crisis-Capable Information and Communication Technologies for Agriculture werden Probleme der aktuellen landwirtschaftlichen Digitalisierung analysiert und Ansätze zur Verbesserung präsentiert, beispielsweise der Aufbau von Notfallkommunikation mittels handelsüblicher LoRaWAN-Hardware.

Franz Kuntke studierte Informatik (B.Sc. und M.Sc) an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Parallel zum Studium arbeitete er in der Softwareentwicklung bei Dornheim Medical Images GmbH. Zwischen 2018 und 2022 war in den Projekten HyServ und GeoBox tätig.

EN

Dr.-Ing. Franz Kuntke is a research associate and post-doctoral researcher at the Chair of Science and Technology for Peace and Security (PEASEC) in the Department of Computer Science at the Technical University of Darmstadt. He is involved in the coordination of the AgriRegio project (2022-2024).

His research interests lie in the field of crisis-proof digitalization of critical infrastructures, with a focus on the agricultural sector. His dissertation entitled Resilient Smart Farming: Crisis-Capable Information and Communication Technologies for Agriculture analyses problems of current agricultural digitalization and presents approaches for improvement, for example the establishment of emergency communication using commercially available LoRaWAN hardware.

Franz Kuntke studied computer science (B.Sc. and M.Sc) at Otto von Guericke University Magdeburg. Parallel to his studies, he worked in software development at Dornheim Medical Images GmbH. Between 2018 and 2022, he was involved in the HyServ and GeoBox projects.

Publikationen

2024

  • Daniel EberzEder, Franz Kuntke, Christian Reuter, Ansgar Bernardi, Ahmad Kadi, Gerwin Brill, Daniel Martini, Benno Kleinhenz (2024)
    Hybrid Cloud Infrastrukturen – Edge Computing und KI-basierte Anwendungen in der Landwirtschaft für resiliente und effektive Produktions- und Biodiversitätsmaßnahmen
    44. GIL-Jahrestagung: Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft .
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Mobile Erhebung semantisch modellierter Daten und deren Auswertung im Feld durch Hybrid Cloud Computing sind Grundlage des Resilienten Smart Farmings im Projekt GeoBox. Eine skalierbare Architektur und semantische Datenmodellierung ermöglichen Management betrieblicher Software-Container, flexible Anpassung an neue Aufgaben, und die Realisierung einfach nutzbarer externer Services, vorgestellt am Beispiel eines Resistenz-Beratungs-Chatbots und von Blühstreifen als Biodiversitätsmaßnahme.

    @inproceedings{eberz-eder_hybrid_2024,
    title = {Hybrid {Cloud} {Infrastrukturen} - {Edge} {Computing} und {KI}-basierte {Anwendungen} in der {Landwirtschaft} für resiliente und effektive {Produktions}- und {Biodiversitätsmaßnahmen}},
    url = {https://dl.gi.de/handle/20.500.12116/43877,},
    abstract = {Mobile Erhebung semantisch modellierter Daten und deren Auswertung im Feld durch Hybrid Cloud Computing sind Grundlage des Resilienten Smart Farmings im Projekt GeoBox. Eine skalierbare Architektur und semantische Datenmodellierung ermöglichen Management betrieblicher Software-Container, flexible Anpassung an neue Aufgaben, und die Realisierung einfach nutzbarer externer Services, vorgestellt am Beispiel eines Resistenz-Beratungs-Chatbots und von Blühstreifen als Biodiversitätsmaßnahme.},
    booktitle = {44. {GIL}-{Jahrestagung}: {Informatik} in der {Land}-, {Forst}- und {Ernährungswirtschaft}},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik},
    author = {Eberz-Eder, Daniel and Kuntke, Franz and Reuter, Christian and Bernardi, Ansgar and Kadi, Ahmad and Brill, Gerwin and Martini, Daniel and Kleinhenz, Benno},
    year = {2024},
    keywords = {Projekt-AgriRegio, Projekt-GeoBox, RSF, Security, UsableSec},
    }

  • Franz Kuntke, Marc-André Kaufhold, Sebastian Linsner, Christian Reuter (2024)
    GeoBox: Design and Evaluation of a Tool for Resilient and Decentralized Data Management in Agriculture
    Behaviour & Information Technology (BIT) ;43(4):764–786. doi:10.1080/0144929X.2023.2185747
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Farm Management Information Systems (FMIS) are an important core component of modern farming companies as they allow, e.g., to document activities, create fertilization plans, and feed digital equipment with required data. Since the entire agricultural sector is an essential component of food production, high standards of resilience should be established in the involved companies. Accordingly, the used software should also be designed with high standards on reliability and crisis capability. Based on a literature review, we found that software for farmers with certain resilience needs is lacking. Thus, we designed and evaluated a new FMIS concept with the user-centered design method. By conducting focus groups (two rounds, total N=57) in 2017 and 2019, we raised specific front-end and back-end requirements of farmers. Based on the requirements, we developed our concept for both front- and back-end in terms of a decentralized and offline-working FMIS. Through the evaluation with practitioners (N=16) of the implemented concept, we derived findings and implications, highlighting the need for privacy, stability, and offline-capability, as well as the UI-requirement to be supportive, e.g., with easy to understand icons and terms.

    @article{kuntke_geobox_2024,
    title = {{GeoBox}: {Design} and {Evaluation} of a {Tool} for {Resilient} and {Decentralized} {Data} {Management} in {Agriculture}},
    volume = {43},
    issn = {0144-929X},
    url = {https://peasec.de/paper/2023/2023_KuntkeKaufholdLinsnerReuter_GeoBox_BIT.pdf},
    doi = {10.1080/0144929X.2023.2185747},
    abstract = {Farm Management Information Systems (FMIS) are an important core component of modern farming companies as they allow, e.g., to document activities, create fertilization plans, and feed digital equipment with required data. Since the entire agricultural sector is an essential component of food production, high standards of resilience should be established in the involved companies. Accordingly, the used software should also be designed with high standards on reliability and crisis capability. Based on a literature review, we found that software for farmers with certain resilience needs is lacking. Thus, we designed and evaluated a new FMIS concept with the user-centered design method. By conducting focus groups (two rounds, total N=57) in 2017 and 2019, we raised specific front-end and back-end requirements of farmers. Based on the requirements, we developed our concept for both front- and back-end in terms of a decentralized and offline-working FMIS. Through the evaluation with practitioners (N=16) of the implemented concept, we derived findings and implications, highlighting the need for privacy, stability, and offline-capability, as well as the UI-requirement to be supportive, e.g., with easy to understand icons and terms.},
    number = {4},
    journal = {Behaviour \& Information Technology (BIT)},
    author = {Kuntke, Franz and Kaufhold, Marc-André and Linsner, Sebastian and Reuter, Christian},
    month = mar,
    year = {2024},
    note = {Publisher: Taylor \& Francis},
    keywords = {UsableSec, Security, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Ranking-CORE-A, AuswahlUsableSec, Projekt-GeoBox, Projekt-AgriRegio},
    pages = {764--786},
    }

  • Franz Kuntke (2024)
    Resilient Smart Farming: Crisis-Capable Information and Communication Technologies for Agriculture
    Wiesbaden, Germany: Springer Vieweg.
    [BibTeX] [Download PDF]

    @book{kuntke_resilient_2024,
    address = {Wiesbaden, Germany},
    title = {Resilient {Smart} {Farming}: {Crisis}-{Capable} {Information} and {Communication} {Technologies} for {Agriculture}},
    isbn = {978-3-658-44156-2},
    url = {https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-44157-9},
    publisher = {Springer Vieweg},
    author = {Kuntke, Franz},
    year = {2024},
    note = {https://doi.org/10.1007/978-3-658-44157-9},
    keywords = {Crisis, HCI, UsableSec, Security, RSF, Projekt-ATHENE-SecUrban, Projekt-emergenCITY, Dissertation},
    }

  • Franz Kuntke (2024)
    Resilient Smart Farming: Crisis-Capable Information and Communication Technologies for Agriculture
    Darmstadt, Germany: Dissertation (Dr.-Ing.), Department of Computer Science, Technische Universität Darmstadt.
    [BibTeX]

    @book{kuntke_resilient_2024-1,
    address = {Darmstadt, Germany},
    title = {Resilient {Smart} {Farming}: {Crisis}-{Capable} {Information} and {Communication} {Technologies} for {Agriculture}},
    publisher = {Dissertation (Dr.-Ing.), Department of Computer Science, Technische Universität Darmstadt},
    author = {Kuntke, Franz},
    year = {2024},
    keywords = {Crisis, HCI, UsableSec, Security, RSF, Dissertation},
    }

  • Franz Kuntke, Christian Reuter (2024)
    Resilienz in der Digitalisierten Landwirtschaft
    emergenCITY Policy Paper No. 4.
    [BibTeX]

    @misc{kuntke_resilienz_2024,
    title = {Resilienz in der {Digitalisierten} {Landwirtschaft}},
    urldate = {2024-04-15},
    publisher = {emergenCITY Policy Paper No. 4},
    author = {Kuntke, Franz and Reuter, Christian},
    year = {2024},
    }

    2023

  • Daniel EberzEder, Franz Kuntke, Gerwin Brill, Ansgar Bernardi, Christian Wied, Philippe Nuderscher, Christian Reuter (2023)
    Prototypische Entwicklungen zur Umsetzung des Resilient Smart Farming (RSF) mittels Edge Computing
    43. GIL-Jahrestagung: Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft .
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Landwirtschaft als essenzieller Teil der Nahrungsmittelproduktion gehört zu den kritischen Infrastrukturen (KRITIS). Dementsprechend müssen die eingesetzten Systeme für einen widerstandsfähigen Betrieb ausgelegt sein. Dies gilt auch für die auf landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzte Software, die Sicherheits- und Resilienzkriterien genügen muss. Jedoch ist die Zunahme an Software zu beobachten, welche eine permanente Internetkonnektivität erfordert, d. h. eine stabile Verbindung zu Servern oder Cloud-Applikationen ist für deren Funktionsweise erforderlich. Dies stellt eine erhebliche Schwachstelle hinsichtlich der Resilienz dar und kann bei Ausfällen der Telekommunikationsinfrastruktur zu großen Problemen führen. Mit Entwicklungen aus dem Bereich Resilient Smart Farming (RSF) zeigen wir, wie Datenhaltung nach dem Offline-First-Prinzip gestaltet werden kann. Ein zentraler Bestandteil hierbei ist das Resilient Edge Computing (REC) und die entwickelte HofBox: ein Mini-Server, der das Datenmanagement im Betrieb übernimmt und mittels innovativer Open-Source basierender Container-Technologie (Open Horizon) umsetzt. Dadurch werden in Zukunft weitere Anwendungsfälle innerhalb der landwirtschaftlichen Produktions- und Wertschöpfungskette durch Public-Private-Partnership-Modelle realistisch und realisierbar.

    @inproceedings{eberz-eder_prototypische_2023,
    title = {Prototypische {Entwicklungen} zur {Umsetzung} des {Resilient} {Smart} {Farming} ({RSF}) mittels {Edge} {Computing}},
    url = {https://dl.gi.de/handle/20.500.12116/40264},
    abstract = {Landwirtschaft als essenzieller Teil der Nahrungsmittelproduktion gehört zu den kritischen Infrastrukturen (KRITIS). Dementsprechend müssen die eingesetzten Systeme für einen widerstandsfähigen Betrieb ausgelegt sein. Dies gilt auch für die auf landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzte Software, die Sicherheits- und Resilienzkriterien genügen muss. Jedoch ist die Zunahme an Software zu beobachten, welche eine permanente Internetkonnektivität erfordert, d. h. eine stabile Verbindung zu Servern oder Cloud-Applikationen ist für deren Funktionsweise erforderlich. Dies stellt eine erhebliche Schwachstelle hinsichtlich der Resilienz dar und kann bei Ausfällen der Telekommunikationsinfrastruktur zu großen Problemen führen. Mit Entwicklungen aus dem Bereich Resilient Smart Farming (RSF) zeigen wir, wie Datenhaltung nach dem Offline-First-Prinzip gestaltet werden kann. Ein zentraler Bestandteil hierbei ist das Resilient Edge Computing (REC) und die entwickelte HofBox: ein Mini-Server, der das Datenmanagement im Betrieb übernimmt und mittels innovativer Open-Source basierender Container-Technologie (Open Horizon) umsetzt. Dadurch werden in Zukunft weitere Anwendungsfälle innerhalb der landwirtschaftlichen Produktions- und Wertschöpfungskette durch Public-Private-Partnership-Modelle realistisch und realisierbar.},
    booktitle = {43. {GIL}-{Jahrestagung}: {Informatik} in der {Land}-, {Forst}- und {Ernährungswirtschaft}},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik},
    author = {Eberz-Eder, Daniel and Kuntke, Franz and Brill, Gerwin and Bernardi, Ansgar and Wied, Christian and Nuderscher, Philippe and Reuter, Christian},
    year = {2023},
    keywords = {UsableSec, Security, RSF, Projekt-GeoBox, Projekt-AgriRegio},
    pages = {309--314},
    }

  • Laura Guntrum, Benjamin Güldenring, Franz Kuntke, Christian Reuter (2023)
    Using Digitally Mediated Methods in Sensitive Contexts: A Threat Analysis and Critical Reflection on Security, Privacy, and Ethical Concerns in the Case of Afghanistan
    Zeitschrift für Friedens- und Konfliktforschung (ZeFKo) ;11(2):95–128. doi:10.1007/s42597-022-00088-2
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Given the lack of empirical examples of how research can be conducted via digital means in sensitive contexts, this paper provides a threat model using Afghanistan, where the Taliban took power in August 2021, as an example. Both technical and non-technical research-related risks are analyzed, paying attention to research ethics, data security, and privacy. We argue that any threat model and risk analysis is highly context-dependent. Our analysis reveals that in certain research processes, human security does not necessarily coincide with data security and that an ambivalence exists between privacy and usability. In addition to the concrete threat analysis, the paper identifies some general technical solutions (e.g., encryption methods, communication software) for different research steps to foster secure and ethically justifiable research.

    @article{guntrum_using_2023,
    title = {Using {Digitally} {Mediated} {Methods} in {Sensitive} {Contexts}: {A} {Threat} {Analysis} and {Critical} {Reflection} on {Security}, {Privacy}, and {Ethical} {Concerns} in the {Case} of {Afghanistan}},
    volume = {11},
    issn = {2524-6976},
    url = {https://link.springer.com/article/10.1007/s42597-022-00088-2},
    doi = {10.1007/s42597-022-00088-2},
    abstract = {Given the lack of empirical examples of how research can be conducted via digital means in sensitive contexts, this paper provides a threat model using Afghanistan, where the Taliban took power in August 2021, as an example. Both technical and non-technical research-related risks are analyzed, paying attention to research ethics, data security, and privacy. We argue that any threat model and risk analysis is highly context-dependent. Our analysis reveals that in certain research processes, human security does not necessarily coincide with data security and that an ambivalence exists between privacy and usability. In addition to the concrete threat analysis, the paper identifies some general technical solutions (e.g., encryption methods, communication software) for different research steps to foster secure and ethically justifiable research.},
    number = {2},
    journal = {Zeitschrift für Friedens- und Konfliktforschung (ZeFKo)},
    author = {Guntrum, Laura and Güldenring, Benjamin and Kuntke, Franz and Reuter, Christian},
    month = oct,
    year = {2023},
    keywords = {Peace, Projekt-ATHENE-FANCY, Projekt-TraCe},
    pages = {95--128},
    }

  • Jonas Höchst, Lars Baumgärtner, Franz Kuntke, Alvar Penning, Artur Sterz, Markus Sommer, Bernd Freisleben (2023)
    Mobile Device-to-Device Communication for Crisis Scenarios Using Low-Cost LoRa Modems
    In: Hans Jochen Scholl, Eric E. Holdeman, Kees F. Boersma: Disaster Management and Information Technology: Professional Response and Recovery Management in the Age of Disasters. Cham: Springer International Publishing, , 235–268. doi:10.1007/978-3-031-20939-0_12
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    We present an approach to enable long-range device-to-device communication between smartphones in crisis situations. Our approach is based on inexpensive and readily available microcontrollers with integrated LoRa hardware that we empower to receive and forward messages via Bluetooth, Wi-Fi, or a serial connection by means of a dedicated firmware, called rf95modem. The developed firmware cannot only be used in crisis scenarios but also in a variety of other applications, such as providing a communication fallback during outdoor activities, geolocation-based games or broadcasting of local information. We present two applications to show the benefits of our approach. First, we introduce a novel device-to-device LoRa chat application that works on both Android and iOS as well as on traditional computers like notebooks using a console-based interface. Second, we demonstrate how other infrastructure-less technology can benefit from our approach by integrating it into the DTN7 delay-tolerant networking software. Furthermore, we present the results of an in-depth experimental evaluation of approach consisting of (i) real-world device-to-device LoRa transmissions in urban and rural areas and (ii) scalability tests based on simulations of LoRa device-to-device usage in a medium-sized city with up to 1000 active users. The firmware, our device-to-device chat application, our integration into DTN7, as well as our code fragments of the experimental evaluation and the experimental results are available under permissive open-source licenses.

    @incollection{hochst_mobile_2023,
    address = {Cham},
    title = {Mobile {Device}-to-{Device} {Communication} for {Crisis} {Scenarios} {Using} {Low}-{Cost} {LoRa} {Modems}},
    isbn = {978-3-031-20939-0},
    url = {https://peasec.de/paper/2023/2023_HoechstBaumgaertnerKuntkePenningSterzSommerFreisleben_MobileD2DCommunication_DMaIT.pdf},
    abstract = {We present an approach to enable long-range device-to-device communication between smartphones in crisis situations. Our approach is based on inexpensive and readily available microcontrollers with integrated LoRa hardware that we empower to receive and forward messages via Bluetooth, Wi-Fi, or a serial connection by means of a dedicated firmware, called rf95modem. The developed firmware cannot only be used in crisis scenarios but also in a variety of other applications, such as providing a communication fallback during outdoor activities, geolocation-based games or broadcasting of local information. We present two applications to show the benefits of our approach. First, we introduce a novel device-to-device LoRa chat application that works on both Android and iOS as well as on traditional computers like notebooks using a console-based interface. Second, we demonstrate how other infrastructure-less technology can benefit from our approach by integrating it into the DTN7 delay-tolerant networking software. Furthermore, we present the results of an in-depth experimental evaluation of approach consisting of (i) real-world device-to-device LoRa transmissions in urban and rural areas and (ii) scalability tests based on simulations of LoRa device-to-device usage in a medium-sized city with up to 1000 active users. The firmware, our device-to-device chat application, our integration into DTN7, as well as our code fragments of the experimental evaluation and the experimental results are available under permissive open-source licenses.},
    booktitle = {Disaster {Management} and {Information} {Technology}: {Professional} {Response} and {Recovery} {Management} in the {Age} of {Disasters}},
    publisher = {Springer International Publishing},
    author = {Höchst, Jonas and Baumgärtner, Lars and Kuntke, Franz and Penning, Alvar and Sterz, Artur and Sommer, Markus and Freisleben, Bernd},
    editor = {Scholl, Hans Jochen and Holdeman, Eric E. and Boersma, F. Kees},
    year = {2023},
    doi = {10.1007/978-3-031-20939-0_12},
    keywords = {Crisis, Security, RSF, Projekt-emergenCITY, Projekt-ATHENE},
    pages = {235--268},
    }

  • Franz Kuntke, Lars Baumgärtner, Christian Reuter (2023)
    Rural Communication in Outage Scenarios: Disruption-Tolerant Networking via LoRaWAN Setups
    Proceedings of Information Systems for Crisis Response and Management (ISCRAM) .
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Since communications infrastructure is subject to many impacts, e.g., destructive natural events, they can potentially collapse at any time. Especially in rural areas, the recovery of public network infrastructure can take some time, so a dedicated communication channel would be advantageous. We explore the possibility of transforming commodity LoRaWAN gateways into meshed network nodes for a digital emergency communication channel. In order to obtain the required parameters, we collected farm locations in Germany with OpenStreetMap. Based on the assumptions of LoRa communication range and considering our use case requirements, connecting farm communities seems theoretically feasible in many areas of our data set. To further analyze our idea, we ran simulations of two common DTN routing protocols with different scenarios. A proof-of-concept implementation allows smaller messages to be transmitted using real hardware and demonstrates that a decentralized communications infrastructure based on commodity hardware is possible.

    @inproceedings{kuntke_rural_2023,
    title = {Rural {Communication} in {Outage} {Scenarios}: {Disruption}-{Tolerant} {Networking} via {LoRaWAN} {Setups}},
    url = {https://idl.iscram.org/files/kuntke/2023/2581_Kuntke_etal2023.pdf},
    abstract = {Since communications infrastructure is subject to many impacts, e.g., destructive natural events, they can potentially collapse at any time. Especially in rural areas, the recovery of public network infrastructure can take some time, so a dedicated communication channel would be advantageous. We explore the possibility of transforming commodity LoRaWAN gateways into meshed network nodes for a digital emergency communication channel. In order to obtain the required parameters, we collected farm locations in Germany with OpenStreetMap. Based on the assumptions of LoRa communication range and considering our use case requirements, connecting farm communities seems theoretically feasible in many areas of our data set. To further analyze our idea, we ran simulations of two common DTN routing protocols with different scenarios. A proof-of-concept implementation allows smaller messages to be transmitted using real hardware and demonstrates that a decentralized communications infrastructure based on commodity hardware is possible.},
    booktitle = {Proceedings of {Information} {Systems} for {Crisis} {Response} and {Management} ({ISCRAM})},
    author = {Kuntke, Franz and Baumgärtner, Lars and Reuter, Christian},
    year = {2023},
    keywords = {Crisis, Security, RSF, Projekt-MAKI, Projekt-GeoBox, Projekt-emergenCITY, Projekt-AgriRegio},
    pages = {1--13},
    }

  • Franz Kuntke, Merve Bektas, Laura Buhleier, Ella Pohl, Rebekka Schiller, Christian Reuter (2023)
    How Would Emergency Communication Based on LoRaWAN Perform? Empirical Findings of Signal Propagation in Rural Areas
    Proceedings of Information Systems for Crisis Response and Management (ISCRAM) .
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Low Power Wide Area Network (LPWAN) technologies are typically promoted for Internet-of-Things (IoT) applications, but are also of interest for emergency communications systems when regular fixed and mobile networks break down. Although LoRaWAN is a frequently used representative here, there are sometimes large differences between the proposed range and the results of some practical evaluations. Since previous work has focused on urban environments or has conducted simulations, this work aims to gather concrete knowledge on the transmission characteristics in rural environments. Extensive field studies with varying geographic conditions and comparative tests in urban environments were performed using two different hardware implementations. Overall, it was found that the collected values in rural areas are significantly lower than the theoretical values. Nevertheless, the results certify that LoRaWAN technology has a high range that cannot be achieved with other common technologies for emergency communications.

    @inproceedings{kuntke_how_2023,
    title = {How {Would} {Emergency} {Communication} {Based} on {LoRaWAN} {Perform}? {Empirical} {Findings} of {Signal} {Propagation} in {Rural} {Areas}},
    url = {https://idl.iscram.org/files/kuntke/2023/2586_Kuntke_etal2023.pdf},
    abstract = {Low Power Wide Area Network (LPWAN) technologies are typically promoted for Internet-of-Things (IoT) applications, but are also of interest for emergency communications systems when regular fixed and mobile networks break down. Although LoRaWAN is a frequently used representative here, there are sometimes large differences between the proposed range and the results of some practical evaluations. Since previous work has focused on urban environments or has conducted simulations, this work aims to gather concrete knowledge on the transmission characteristics in rural environments. Extensive field studies with varying geographic conditions and comparative tests in urban environments were performed using two different hardware implementations. Overall, it was found that the collected values in rural areas are significantly lower than the theoretical values. Nevertheless, the results certify that LoRaWAN technology has a high range that cannot be achieved with other common technologies for emergency communications.},
    booktitle = {Proceedings of {Information} {Systems} for {Crisis} {Response} and {Management} ({ISCRAM})},
    author = {Kuntke, Franz and Bektas, Merve and Buhleier, Laura and Pohl, Ella and Schiller, Rebekka and Reuter, Christian},
    year = {2023},
    keywords = {Crisis, Student, RSF, Projekt-GeoBox, Projekt-AgriRegio},
    pages = {1--8},
    }

  • Franz Kuntke, Daniel EberzEder, Matthias Trapp, Christian Reuter (2023)
    RSF-Lab’23: Konzepte und Anwendungen zur resilienten digitalen Landwirtschaft
    In: : INFORMATIK 2023 – Designing Futures: Zukünfte gestalten. Bonn: Gesellschaft für Informatik e. V., , 1529–1533. doi:10.18420/inf2023_156
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Neben positiven Aspekten wie der Produktivitätssteigerung bringt die Digitalisierung auch neue Gefahren mit sich. Entsprechend muss der Prozess gerade in Bereichen von gesellschaftlich enormer Bedeutung kritisch begleitet werden, um eine fundierte Entscheidung bei Auswahl und Entwicklung neuer Technologien zu treffen. Die Vision ist hierbei ein resilientes Smart Farming (RSF), bei dem die Fortschritte der Digitalisierung in der Landwirtschaft genutzt werden, ohne dabei die Ausfallsicherheit der landwirtschaftlichen Primärproduktion und somit die Lebensmittelversorgung der Verbraucher zu gefährden. Dieser Workshop konzentriert sich auf die Bewältigung dieser Forschungsherausforderungen und liefert Beiträge zu verschiedenen Themenbereichen. Dazu gehören (1) ein Hofbox-Ansatz basierend auf etablierten Open-Source Werkzeugen, (2) ein mobiles Assistenzsystem für den Transport von künstlichen Besamungsportionen, (3) die historische Perspektive auf kritische Infrastrukturen in der Region Rhein/Main, und (4) eine Messenger-Applikation zur Notfallkommunikation mittels LoRaWAN-basierten IoT-Setups.

    @incollection{kuntke_rsf-lab23_2023,
    address = {Bonn},
    title = {{RSF}-{Lab}'23: {Konzepte} und {Anwendungen} zur resilienten digitalen {Landwirtschaft}},
    isbn = {978-3-88579-731-9},
    url = {https://peasec.de/paper/2023/2023_KuntkeEberzEderTrappReuter_KonzepteAnwendungen_GI.pdf},
    abstract = {Neben positiven Aspekten wie der Produktivitätssteigerung bringt die Digitalisierung auch neue Gefahren mit sich. Entsprechend muss der Prozess gerade in Bereichen von gesellschaftlich enormer Bedeutung kritisch begleitet werden, um eine fundierte Entscheidung bei Auswahl und Entwicklung neuer Technologien zu treffen. Die Vision ist hierbei ein resilientes Smart Farming (RSF), bei dem die Fortschritte der Digitalisierung in der Landwirtschaft genutzt werden, ohne dabei die Ausfallsicherheit der landwirtschaftlichen Primärproduktion und somit die Lebensmittelversorgung der Verbraucher zu gefährden. Dieser Workshop konzentriert sich auf die Bewältigung dieser Forschungsherausforderungen und liefert Beiträge zu verschiedenen Themenbereichen. Dazu gehören (1) ein Hofbox-Ansatz basierend auf etablierten Open-Source Werkzeugen, (2) ein mobiles Assistenzsystem für den Transport von künstlichen Besamungsportionen, (3) die historische Perspektive auf kritische Infrastrukturen in der Region Rhein/Main, und (4) eine Messenger-Applikation zur Notfallkommunikation mittels LoRaWAN-basierten IoT-Setups.},
    booktitle = {{INFORMATIK} 2023 - {Designing} {Futures}: {Zukünfte} gestalten},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik e. V.},
    author = {Kuntke, Franz and Eberz-Eder, Daniel and Trapp, Matthias and Reuter, Christian},
    year = {2023},
    doi = {10.18420/inf2023_156},
    keywords = {Security, RSF, Projekt-AgriRegio},
    pages = {1529--1533},
    }

  • Denis Orlov, Franz Kuntke, Christian Reuter (2023)
    Optimierte Messenger-Applikation zur Notfallkommunikation via LoRaWAN-DTN
    In: : INFORMATIK 2023 – Designing Futures: Zukünfte gestalten. Gesellschaft für Informatik e. V., , 1–6. doi:10.18420/inf2023_160
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Die vorliegende Arbeit präsentiert die Entwicklung einer Messenger-App mit Schwerpunkt auf Benutzerfreundlichkeit, für die Nutzung mit einem bestehenden LoRaWAN-DTN-Backend. Die App ermöglicht den Austausch von Nachrichten mit anderen Personen über ein vorhandenes Kommunikationssystem auf LoRaWAN-Basis. Das grundlegende Softwaregerüst wurde mithilfe agiler Softwareentwicklungsmethoden als Progressive-Web-App entwickelt und iterativ verbessert. Das Ergebnis ist eine plattformübergreifende App für Desktop-PCs und Android-Smartphones. Die App bietet grundlegende Messenger-Funktionen wie Kontaktverwaltung, Chatverlauf-Speicher und Benachrichtigungen. Zusätzlich enthält die App erweiterte Funktionen wie einen leicht zugänglichen SOS-Button, um Notfallnachrichten schnell absetzen zu können. Ziel der Entwicklung war es, die Gebrauchstauglichkeit gegenüber einem ersten Prototyp zu verbessern. Die App soll effektive Kommunikation zwischen Helfern und Betroffenen ermöglichen, während und nach Krisenereignissen wie beispielsweise der europäischen Flutkatastrophe 2021. In folgenden Arbeiten soll das System unter Nutzung dieser App im Einsatz getestet werden.

    @incollection{orlov_optimierte_2023,
    title = {Optimierte {Messenger}-{Applikation} zur {Notfallkommunikation} via {LoRaWAN}-{DTN}},
    url = {https://peasec.de/paper/2023/2023_OrlovKuntkeReuter_OptimierteMessengerApplikation_GI.pdf},
    abstract = {Die vorliegende Arbeit präsentiert die Entwicklung einer Messenger-App mit Schwerpunkt auf Benutzerfreundlichkeit, für die Nutzung mit einem bestehenden LoRaWAN-DTN-Backend. Die App ermöglicht den Austausch von Nachrichten mit anderen Personen über ein vorhandenes Kommunikationssystem auf LoRaWAN-Basis. Das grundlegende Softwaregerüst wurde mithilfe agiler Softwareentwicklungsmethoden als Progressive-Web-App entwickelt und iterativ verbessert. Das Ergebnis ist eine plattformübergreifende App für Desktop-PCs und Android-Smartphones. Die App bietet grundlegende Messenger-Funktionen wie Kontaktverwaltung, Chatverlauf-Speicher und Benachrichtigungen. Zusätzlich enthält die App erweiterte Funktionen wie einen leicht zugänglichen SOS-Button, um Notfallnachrichten schnell absetzen zu können. Ziel der Entwicklung war es, die Gebrauchstauglichkeit gegenüber einem ersten Prototyp zu verbessern. Die App soll effektive Kommunikation zwischen Helfern und Betroffenen ermöglichen, während und nach Krisenereignissen wie beispielsweise der europäischen Flutkatastrophe 2021. In folgenden Arbeiten soll das System unter Nutzung dieser App im Einsatz getestet werden.},
    booktitle = {{INFORMATIK} 2023 - {Designing} {Futures}: {Zukünfte} gestalten},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik e. V.},
    author = {Orlov, Denis and Kuntke, Franz and Reuter, Christian},
    year = {2023},
    doi = {10.18420/inf2023_160},
    keywords = {Crisis, Student, RSF, Projekt-AgriRegio},
    pages = {1--6},
    }

  • Daniel Schmidt, Franz Kuntke, Maximilian Bauer, Lars Baumgärtner (2023)
    BPoL: A Disruption-Tolerant LoRa Network for Disaster Communication
    IEEE Global Humanitarian Technology Conference (GHTC) . doi:10.1109/GHTC56179.2023.10354717
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Information and Communication Technology (ICT) is vital for everyday life and especially during times of disaster.Relying on existing infrastructure is problematic as maintenance is expensive, and they can be disrupted in emergency scenarios. Cost is a major factor which limits the technologies that can be used in rural areas or for emergency response, as satellite uplinks or private cellular networks are very expensive and complex. LoRa is commonly used for IoT infrastructure worldwide in the form of LoRaWAN to cover larger distances with low costs. But it can also be used in a Device-to-Device (D2D) mode for direct communication. By combining LoRa with Disruption-tolerant Networking (DTN), we present an affordable and practical solution that can cope with challenging conditions and be used for a large variety of applications. In our evaluation, we show how adaptable our solution is and how it outperforms similar mesh-based applications for disaster communication.

    @inproceedings{schmidt_bpol_2023,
    title = {{BPoL}: {A} {Disruption}-{Tolerant} {LoRa} {Network} for {Disaster} {Communication}},
    url = {https://peasec.de/paper/2023/2023_SchmidtKuntkeBauerBaumgaertner_BPOL_GHTC.pdf},
    doi = {10.1109/GHTC56179.2023.10354717},
    abstract = {Information and Communication Technology (ICT) is vital for everyday life and especially during times of disaster.Relying on existing infrastructure is problematic as maintenance is expensive, and they can be disrupted in emergency scenarios. Cost is a major factor which limits the technologies that can be used in rural areas or for emergency response, as satellite uplinks or private cellular networks are very expensive and complex. LoRa is commonly used for IoT infrastructure worldwide in the form of LoRaWAN to cover larger distances with low costs. But it can also be used in a Device-to-Device (D2D) mode for direct communication. By combining LoRa with Disruption-tolerant Networking (DTN), we present an affordable and practical solution that can cope with challenging conditions and be used for a large variety of applications. In our evaluation, we show how adaptable our solution is and how it outperforms similar mesh-based applications for disaster communication.},
    booktitle = {{IEEE} {Global} {Humanitarian} {Technology} {Conference} ({GHTC})},
    author = {Schmidt, Daniel and Kuntke, Franz and Bauer, Maximilian and Baumgärtner, Lars},
    year = {2023},
    keywords = {UsableSec, Security, Projekt-GeoBox, Projekt-AgriRegio},
    pages = {440--447},
    }

    2022

  • Daniel EberzEder, 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 = {Crisis, 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(5):e4452. doi:10.1002/ett.4452
    [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},
    issn = {2161-3915},
    url = {https://www.peasec.de/paper/2022/2022_KuntkeRomanenkoLinsnerSteinbrinkReuter_LoRaWANsecurityAgriculture_ETT.pdf},
    doi = {10.1002/ett.4452},
    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.},
    number = {5},
    journal = {Transactions on Emerging Telecommunications Technologies (ETT)},
    author = {Kuntke, Franz and Romanenko, Vladimir and Linsner, Sebastian and Steinbrink, Enno and Reuter, Christian},
    month = may,
    year = {2022},
    keywords = {Student, Security, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, RSF, Projekt-GeoBox, Projekt-GRKPrivacy, Projekt-HyServ, Projekt-AgriRegio},
    pages = {e4452},
    }

  • 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) ;13(2):214–229. 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}},
    volume = {13},
    issn = {2192-6395},
    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.},
    number = {2},
    journal = {International Journal of Disaster Risk Science (IJDRS)},
    author = {Kuntke, Franz and Linsner, Sebastian and Steinbrink, Enno and Franken, Jonas and Reuter, Christian},
    month = apr,
    year = {2022},
    keywords = {Selected, Security, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Ranking-CORE-B, RSF, Projekt-GeoBox, Projekt-GRKPrivacy, Projekt-HyServ, Projekt-AgriRegio},
    pages = {214--229},
    }

  • 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 = {UsableSec, Security, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Ranking-CORE-A, RSF, Projekt-GRKPrivacy, Projekt-HyServ, Projekt-AgriRegio},
    pages = {2137--2159},
    }

  • Christian Reuter, Franz Kuntke, Matthias Trapp, Christian Wied, Gerwin Brill, Georg Müller, Enno Steinbrink, Jonas Franken, Daniel EberzEder, 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 – Informatik für Gesellschaft (Workshop-Beiträge), Lecture Notes in Informatics (LNI) Hamburg, Germany. doi:10.18420/inf2022_81
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    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}},
    isbn = {978-3-88579-720-3},
    url = {https://dl.gi.de/bitstream/handle/20.500.12116/39588/rsflab_04.pdf?sequence=1&isAllowed=y},
    doi = {10.18420/inf2022_81},
    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.},
    language = {de},
    booktitle = {{INFORMATIK} 2022: 52. {Jahrestagung} der {Gesellschaft} für {Informatik} – {Informatik} für {Gesellschaft} ({Workshop}-{Beiträge}), {Lecture} {Notes} in {Informatics} ({LNI})},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik e. V.},
    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},
    editor = {Demmler, D. and Krupka, D. and Federrath, H.},
    year = {2022},
    keywords = {Ranking-CORE-C, Ranking-VHB-C, UsableSec, Security, RSF, Projekt-AgriRegio},
    pages = {961--972},
    }

  • Christian Reuter, Daniel EberzEder, Franz Kuntke, Matthias Trapp (2022)
    RSF-Lab’22: Resilient Smart Farming Laboratory: Für eine widerstandsfähige und intelligente Landwirtschaft
    INFORMATIK 2022: 52. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik – Informatik für Gesellschaft (Workshop-Beiträge), Lecture Notes in Informatics (LNI) Hamburg, Germany. doi:10.18420/inf2022_78
    [BibTeX] [Abstract] [Download PDF]

    Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung bringen große Veränderungen aber auch Vulnerabilitäten auf allen Ebenen mit sich. Um eine Infrastruktur für ein resilientes Smart Farming (RSF) zu erstellen, welche die Fortschritte der Digitalisierung in der Landwirtschaft nutzt, ohne die Ausfallsicherheit der landwirtschaftlichen Primärproduktion und damit die Lebensmittelversorgung der Verbraucher zu gefährden, bedarf speziell der Sicherheitsaspekt einer kritischen Auseinandersetzung. Der Workshop adressiert diese Forschungsherausforderungen durch Beiträge zu einem umfassenden Monitoring für den Transport von künstlichen Besamungsdosen, zu modularer, sicherer und robuster Steuerungsarchitektur für autonomes Bewirtschaften von Weinbergen, zur Resilienz im ländlichen Raum, zum Aufbau eines informellen Netzwerkes zur Förderung der Digitalisierung in der Landwirtschaft und zu Effizienz und Nachhaltigkeit durch Green-IT.

    @inproceedings{reuter_rsf-lab22_2022,
    address = {Hamburg, Germany},
    title = {{RSF}-{Lab}’22: {Resilient} {Smart} {Farming} {Laboratory}: {Für} eine widerstandsfähige und intelligente {Landwirtschaft}},
    isbn = {978-3-88579-720-3},
    url = {https://dl.gi.de/bitstream/handle/20.500.12116/39585/rsflab_01.pdf?sequence=1&isAllowed=y},
    doi = {10.18420/inf2022_78},
    abstract = {Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung bringen große Veränderungen aber auch Vulnerabilitäten auf allen Ebenen mit sich. Um eine Infrastruktur für ein resilientes Smart Farming (RSF) zu erstellen, welche die Fortschritte der Digitalisierung in der Landwirtschaft nutzt, ohne die Ausfallsicherheit der landwirtschaftlichen Primärproduktion und damit die Lebensmittelversorgung der Verbraucher zu gefährden, bedarf speziell der Sicherheitsaspekt einer kritischen Auseinandersetzung. Der Workshop adressiert diese Forschungsherausforderungen durch Beiträge zu einem umfassenden Monitoring für den Transport von künstlichen Besamungsdosen, zu modularer, sicherer und robuster Steuerungsarchitektur für autonomes Bewirtschaften von Weinbergen, zur Resilienz im ländlichen Raum, zum Aufbau eines informellen Netzwerkes zur Förderung der Digitalisierung in der Landwirtschaft und zu Effizienz und Nachhaltigkeit durch Green-IT.},
    language = {de},
    booktitle = {{INFORMATIK} 2022: 52. {Jahrestagung} der {Gesellschaft} für {Informatik} – {Informatik} für {Gesellschaft} ({Workshop}-{Beiträge}), {Lecture} {Notes} in {Informatics} ({LNI})},
    publisher = {Gesellschaft für Informatik e. V.},
    author = {Reuter, Christian and Eberz-Eder, Daniel and Kuntke, Franz and Trapp, Matthias},
    editor = {Demmler, D. and Krupka, D. and Federrath, H.},
    year = {2022},
    keywords = {Security, RSF, Projekt-AgriRegio},
    pages = {931--934},
    }

    2021

  • Daniel EberzEder, 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 = {Ranking-VHB-C, UsableSec, Security, Projekt-GeoBox},
    pages = {79--84},
    }

  • 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 = {Ranking-VHB-C, Security, Projekt-GeoBox, Projekt-HyServ},
    pages = {193--198},
    }

  • 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 Conference on Availability, Reliability and Security (ARES 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} {Conference} on {Availability}, {Reliability} and {Security} ({ARES} 2021)},
    author = {Kuntke, Franz and Sinn, Marcel and Reuter, Christian},
    year = {2021},
    keywords = {Student, Security, Projekt-GeoBox, Projekt-HyServ},
    pages = {1--9},
    }

  • 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):334–350. doi:10.2478/popets-2021-0050
    [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},
    doi = {10.2478/popets-2021-0050},
    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, Selected, UsableSec, Security, A-Paper, Ranking-ImpactFactor, Ranking-CORE-A, AuswahlUsableSec, Projekt-GeoBox, Projekt-GRKPrivacy, Projekt-HyServ},
    pages = {334--350},
    }

    2020

  • 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] [Abstract] [Download PDF]

    In this paper, we present an approach to facilitate long-range device-to-device communication via smartphones in crisis scenarios. Through a custom firmware for low-cost LoRa capable micro-controller boards, called rf95modem, common devices for end users can be enabled to use LoRa through a Bluetooth, Wi-Fi, or serial connection. We present two applications utilizing the flexibility provided by the proposed firmware. First, we introduce a novel device-to-device LoRa chat application that works a) on the two major mobile platforms Android and iOS and b) on traditional computers like notebooks using a console-based interface. Second, we demonstrate how other infrastructure-less technology can benefit from our approach by integrating it into the DTN7 delay-tolerant networking software. The firmware, the device-to-device chat application, the integration into DTN7, as well as the experimental evaluation code fragments are available under permissive open-source licenses.

    @inproceedings{hochst_lora-based_2020,
    title = {{LoRa}-based {Device}-to-{Device} {Smartphone} {Communication} for {Crisis} {Scenarios}},
    url = {https://peasec.de/paper/2020/2020_Höchstetal_LoRaDeviceSmartphoneCommunicationCrisisScenarios.pdf},
    abstract = {In this paper, we present an approach to facilitate long-range device-to-device communication via smartphones in crisis scenarios. Through a custom firmware for low-cost LoRa capable micro-controller boards, called rf95modem, common devices for end users can be enabled to use LoRa through a Bluetooth, Wi-Fi, or serial connection. We present two applications utilizing the flexibility provided by the proposed firmware. First, we introduce a novel device-to-device LoRa chat application that works a) on the two major mobile platforms Android and iOS and b) on traditional computers like notebooks using a console-based interface. Second, we demonstrate how other infrastructure-less technology can benefit from our approach by integrating it into the DTN7 delay-tolerant networking software. The firmware, the device-to-device chat application, the integration into DTN7, as well as the experimental evaluation code fragments are available under permissive open-source licenses.},
    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},
    }

  • 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 – 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} - {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, UsableSec, Security, Infrastructure, Projekt-GeoBox},
    pages = {1--6},
    }

    2019

  • 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, Student, Ranking-CORE-C, Ranking-VHB-C, UsableSec, Security, Projekt-MAKI, Projekt-GeoBox},
    pages = {571--584},
    }

  • 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 – Tagungsband 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} - {Tagungsband}},
    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 = {Cooperation, HCI, Projekt-CRISP, Projekt-CROSSING, Projekt-MAKI, Projekt-GeoBox, Projekt-HyServ},
    pages = {103--113},
    }