Ökad robusthet i GNSS-mottagare genom detektion av vilseledningsattacker

Författare:

  • Erik Axell
  • Tore Lindgren

Publiceringsdatum: 2015-10-21

Rapportnummer: FOI-R--4105--SE

Sidor: 46

Skriven på: Svenska

Nyckelord:

  • Vilseledning
  • repeterstörning
  • detektion

Sammanfattning

I den här rapporten föreslås och utvärderas metoder för att detektera vilseledning av GNSS-mottagare. En vilseledningsattack genomfördes med hjälp av en GPS-simulator och en kommersiell GPS-mottagare. Attacken genomfördes liknande en repeterstörningsattack, men vilseledningssignalen sändes utan att förstärka mottagarbruset. Data från testet användes för att utvärdera prestanda för de föreslagna detektorerna. Detektionsmetoder som använder multipla COTS-mottagare föreslogs. COTS-mottagare med ökad robusthet, t.ex. genom vilselednings- och stördetektion, kan vara ett kostnadseffektivt alternativ i vissa tillämpningar. Mottagarna antogs vara billiga COTS-mottagare, så att endast mottagarbehandlat data finns tillgängligt men inte samplat IF-data. Det vill säga, detektorerna utnyttjar data som positionslösning eller pseudoavstånd. De föreslagna detektorerna kräver ingen kännedom om mottagarnas (eg. antennernas) positioner. Alla mottagare antogs bli påverkade av attacken på liknande sätt, det vill säga så att alla mottagare blir vilseledda till samma position. Detektionsprestanda utvärderades, baserat både på positionslösning och på pseudoavstånd. Ett proof-of-concept genomfördes för att visa att detektorerna fungerar. I detta arbete var alla mottagare stillastående under testerna. De grundläggande principerna för de föreslagna detektionsmetoderna är giltiga även för rörliga plattformar som blir vilseledda samtidigt, men några svårigheter uppstår som diskuterades mer utförligt i rapporten. Dessutom analyserades och utvärderades detektion med en enstaka mottagare baserad på energidetektion eller tillgängliga mottagardata (t.ex. NMEA). Resultaten indikerar att det kan vara möjligt att detektera början på en vilseledningsattack med hjälp av enbart NMEA-data och, om även pseudoavstånd används, att bestämma vilka satellitsignaler som är utsatta. Ytterligare arbete krävs dock för att studera detektionsprestanda för olika typer av vilseledningsattacker.