Sie schliessen die Türen ab, ziehen die Vorhänge zu und kleben vielleicht sogar die Kamera Ihres Laptops ab, alles um Ihre Privatsphäre zu schützen. Doch was, wenn die Funkwellen, die etwa einen Netflix-Film auf den Fernseher bringen, jede Ihrer Bewegungen abbilden würden? Seit 2024 sind WiFi-7-Router auf dem Markt. Zusammen mit neuen Standards wie IEEE 802.11bf erweitern diese Netzwerke die Sensorfähigkeiten der Geräte, die uns im Alltag umgeben. So könnten schon bald gewöhnliche Router oder Smart Speaker präzise zählen, wie viele Personen sich in einem Raum befinden, erkennen, ob Sie kochen oder schlafen und sogar Ihre Atemfrequenz durch Wände hindurch messen.

Der unsichtbare See in unseren Wohnzimmern

Um zu verstehen, wie das funktioniert, kann man sich vorstellen, hüfttief in einem vollkommen ruhigen See zu stehen. Jedes Mal, wenn die Person ihr Gewicht verlagern, den Arm bewegt oder auch nur atmet, entstehen kleine Wellen. Sie breiten sich im Wasser aus und werden von Steinen oder vom Ufer zurückgeworfen. Eine Wohnung ist im Grunde von einem ähnlichen «See» erfüllt – nur besteht er aus Funkwellen. 

Geräte wie WLAN-Router oder Smartphones senden kontinuierlich elektromagnetische Wellen. Diese breiten sich in der Wohnung aus, werden reflektiert und interagieren mit dem Körper eines Menschen. Weil er grösstenteils aus Wasser besteht, absorbiert und reflektiert er diese Frequenzen besonders gut. Jeder Schritt, jede Bewegung verändert dieses elektromagnetische Feld. 

Lange betrachteten Ingenieure diese Veränderungen als Störgeräusche, die herausgefiltert werden mussten, damit zum Beispiel ein Videostream reibungslos funktioniert. Erst später stellten Forschende fest: Genau dieses «Rauschen» enthält überraschend präzise Informationen darüber, ob sich eine Person im Raum befindet und was sie gerade tut.

Was sich durch Wände erkennen lässt

Die Ergebnisse aktueller Forschung sind erstaunlich. So genanntes WiFi-Sensing kann feststellen, ob ein Raum belegt ist – mit einer Genauigkeit von über 95 %. Systeme können zählen, wie viele Personen anwesend sind, bestimmen, in welchen Räumen sie sich aufhalten und Bewegungen mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern verfolgen. Auch Aktivitäten lassen sich unterscheiden: Gehen, Sitzen, Kochen oder Schlafen. Selbst die Atemfrequenz kann gemessen werden, sogar durch Wände hindurch. Natürlich können die Systeme auch erkennen, ob etwa jemand gestürzt ist.

Ein besonders eindrückliches Beispiel stammt von der Carnegie Mellon University. Forschende entwickelten dort ein System namens «DensePose from WiFi», das mithilfe künstlicher Intelligenz detaillierte menschliche Körperhaltungen rekonstruiert. Das System erkennt nicht nur, dass sich eine Person im Raum befindet. Es kann auch bestimmen, wie sie steht oder sitzt. Und das allein anhand von WLAN-Signalen, die durch Wände dringen. Kameras oder tragbare Sensoren kommen dabei nicht zum Einsatz. Stattdessen analysieren hochfrequente Messungen und präzise Lernalgorithmen die Funkwellen und übersetzen sie in aussagekräftige Informationen. 

Wie alles begann: Ein Jahrzehnt Forschung

Der rasante Fortschritt in diesem Feld spiegelt die allgemeine Beschleunigung der Informatik wider – insbesondere seit KI leistungsfähiger und leichter zugänglich geworden ist. Die grundlegende Arbeit entstand bereits 2013 am MIT. Die Professorin Dina Katabi und ihr Doktorand Fadel Adib präsentierten damals ein System namens Wi-Vi, das Menschen hinter Wänden erkennen konnte – allein mithilfe von WLAN-Signalen. Die Veröffentlichung erhielt später den ACM SIGMOBILE Test-of-Time Award für ihren nachhaltigen Einfluss auf das Forschungsfeld. 

Ein Nachfolgesystem namens WiTrack ging noch weiter: Es ermöglichte dreidimensionale Bewegungsverfolgung mit einer Genauigkeit von 10 bis 20 Zentimetern, konnte Stürze mit nahezu 97 Prozent Genauigkeit erkennen und funktionierte selbst durch Wände oder Hindernisse – ohne dass die beobachtete Person ein Gerät bei sich tragen musste. Die Bedeutung dieser Forschung war so aufsehenerregend, dass Adib und Katabi ihre Technologie 2015 Präsident Barack Obama im Weissen Haus demonstrieren durften.

Keine Linse, kein Mikrofon

Überwachung verbinden wir meist mit Kameras oder Mikrofonen. Diese Intuition ist nachvollziehbar: Kameras brauchen Sichtkontakt, Mikrofone müssen sich in Hörweite befinden. WiFi-Sensing funktioniert jedoch anders. Funkwellen durchdringen Wände. Es gibt keine Linse, die man abdecken könnte, kein Mikrofon, das man dämpfen könnte, und kein offensichtliches Gerät, das sich leicht finden und abschalten liesse.

Die Erfassung erfolgt passiv mithilfe von Signalen, die ohnehin bereits durch die Umgebung zirkulieren. Ein WLAN-Netzwerk im Nachbarhaus könnte theoretisch Bewegungen in Ihrer Wohnung registrieren. Ein kleines Gerät im Nebenraum könnte Aktivitäten dauerhaft beobachten. So könnte selbst jemand, der ausserhalb eines Gebäudes steht,  erkennen, welche Räume belegt sind und was dort geschieht.

Aktive und passive Angriffe

Forschende unterscheiden zwei Arten von Bedrohungen. Aktive Angriffe erfordern, dass jemand direkten Zugriff auf Ihr Netzwerk erhält. Passive Angriffe sind deutlich subtiler: Angreifer analysieren lediglich die WLAN-Signale, die ohnehin durch die Umgebung reflektiert werden. Dabei ist kein Netzwerkzugang erforderlich, und es bleibt keine digitale Spur zurück. Mit der entsprechenden Ausrüstung könnte jemand erkennen, wann ein Haus leer steht, wann Bewohner schlafen oder ob eine Person allein lebt. Die physikalischen Gesetze, die die Ausbreitung von Funkwellen bestimmen, kennen weder Grundstücksgrenzen noch die Idee der Privatsphäre.

Schutz, Bewusstsein und Regulierung

Die Möglichkeiten individueller Schutzmassnahmen sind begrenzt. WLAN vollständig abzuschalten ist für die meisten Menschen kaum praktikabel. Techniken, die gezielt Störsignale erzeugen, sind in einfachen Geräten für den breiten Konsumentenmarkt bislang kaum verbreitet. Mehr noch, eine solche Methode – sogenanntes «Jamming» – gilt in der Schweiz als Kriegsmaterial und ist für Privatpersonen nach dem Fernmeldegesetz verboten.

Eine theoretische Lösung wäre, Wohnungen in sogenannte Faradaysche Käfige zu verwandeln, also in Räume, deren Wände elektromagnetische Signale blockieren. Doch dieser Ansatz hätte gravierende Nebenwirkungen. Auch eigene Funkverbindungen, etwa zu Notdiensten oder Aussenanlagen, würden blockiert.

Der entscheidende Hebel liegt daher weniger im individuellen Verhalten als im öffentlichen Bewusstsein und in politischer Regulierung. Wer heute einen neuen Router kauft, kann nicht erkennen, ob er über Sensorfunktionen verfügt. Hersteller sind bislang nicht verpflichtet, solche Fähigkeiten offenzulegen. Datenschutzregeln konzentrieren sich bislang vor allem auf Kameras und Mikrofone, also Technologien, die wir intuitiv mit Überwachung verbinden. Funkbasierte Sensorik hingegen ist bislang kaum reguliert.

Forschung an der HSG zum «Verdünnungseffekt» 

Es gibt allerdings eine Form natürlichen Schutzes. Unsere aktuelle Forschung zeigt ein überraschendes Phänomen: In Umgebungen mit vielen WLAN-Netzen und Geräten wird die Erkennung schwieriger, nicht einfacher. Man kann sich das wie einen See während eines Regenschauers vorstellen. Wenn unzählige Wellen gleichzeitig entstehen, lässt sich kein einzelnes Muster mehr klar verfolgen.

Wir nennen dieses Phänomen den «Verdünnungseffekt». Wenn viele Geräte gleichzeitig senden, überlagern sich ihre Signale. Für Beobachter ohne spezialisierte Hardware wird es dadurch deutlich schwieriger, klare Muster zu erkennen. In gewisser Weise entsteht so eine natürliche Tarnung. 

Leben im unsichtbaren See

Die WLAN-Signale, die Streaming-Videos und Videokonferenzen ermöglichen, erzeugen gleichzeitig eine permanente, unsichtbare Karte von Präsenz und Bewegung in jedem vernetzten Raum. 

Jeder Atemzug verändert das elektromagnetische Feld. Jeder Schritt erzeugt Muster, die von jemandem mit dem nötigen Wissen und der entsprechenden Ausrüstung gelesen werden können. 

Was noch vor einem Jahrzehnt wie Science-Fiction klang, wird heute von internationalen Standardisierungsgremien entwickelt, von Internetanbietern implementiert und von Forschenden mit Hilfe künstlicher Intelligenz weiter verfeinert.  

Die entscheidende Frage ist daher nicht mehr, ob diese Technologie existiert. Denn sie existiert bereits. Die eigentliche Frage lautet: Wer darf diese Wellen lesen? Und wird jemand verpflichtet sein, zuvor um Erlaubnis zu fragen? Unsere Forschungsgruppe an der School of Computer Science der Universität St.Gallen entwickelt verteilte WiFi-Sensing-Systeme für Anwendungen der Innenraumüberwachung, etwa zur Belegungserkennung oder zur Unterstützung der mentalen Gesundheit. Diese Arbeit zeigt uns täglich, wie schnell sich dieses Feld entwickelt. Gerade deshalb ist es wichtig, die gesellschaftlichen und datenschutzrechtlichen Folgen frühzeitig zu diskutieren. Es liegt in unserer Verantwortung, sicherzustellen, dass die öffentliche Debatte mit der technologischen Entwicklung Schritt hält.