Защищённая навигация через аутентификацию

Проект PARTICLE, финансируемый Европейским космическим агентством (ESA), продемонстрировал многоуровневый подход к обеспечению гарантированного позиционирования, навигации и синхронизации (PNT), сочетающий в себе аутентифицированные сигналы Galileo, защиту от подделки на основе приёмника и улучшения безопасности для позиционирования в сетях 5G. Проект осуществлён в рамках программы NAVISP ESA, возглавлялся компанией Qascom в сотрудничестве с партнёрами Loctio и Университетом Патраса.

Поскольку критически важная инфраструктура, транспорт и автономные системы всё больше зависят от информации о местоположении, пользователям необходимо обеспечить подлинность и целостность данных PNT. Вместо того чтобы полагаться на одну технологию, PARTICLE разработала многоуровневое решение, которое интегрирует аутентификацию навигационных сообщений Galileo Open Service (OSNMA), службу аутентификации сигналов Galileo E6 (SAS), обнаружение помех и подделки на основе приёмника, а также позиционирование 5G в качестве дополнительного источника навигации.

Консорциум разработал испытательный стенд ГНСС/5G, включающий эмуляторы как операторов связи, так и пользовательских терминалов. Платформа включает в себя управление криптографическими ключами, защищённый элемент для хранения конфиденциальной информации и графические интерфейсы реального времени для настройки сценариев и мониторинга производительности системы. Пользовательский терминал ГНСС основан на отказоустойчивом приёмнике Qascom QN500-P, дополненном возможностями аутентификации OSNMA и E6.

Команда PARTICLE представила окончательные результаты проекта на недавнем мероприятии, организованном ESA. Ключевым элементом программы валидации, по их словам, стала всесторонняя оценка угроз, проведенная в соответствии с методологией управления рисками ISO/IEC 27005, которая выявила значительные уязвимости физического уровня, влияющие как на позиционирование ГНСС, так и на позиционирование 5G.

В рамках компонента 5G проект был сосредоточен на защите позиционирования по наблюдаемой разности времени прихода сигнала (OTDOA) от ложных базовых станций, атак повторного воспроизведения и помех. Команда предложила и оценила несколько дополнительных методов защиты, включая зашифрованные сигналы позиционирования, встроенную аутентификацию, аутентификацию сигнала на основе углов, согласование нисходящего и восходящего каналов связи и обнаружение аномалий отслеживания положения. Эти методы оценивались по отдельности с использованием платформы моделирования VeriLoc консорциума как в благоприятных, так и в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Тестирование ГНСС показало, что аутентифицированная обработка сигнала E6 успешно выявляла подмену сигнала за счёт несоответствий фазы кода, а оценка 5G показала, что все предложенные методы надёжно обнаруживали ложные атаки на базовые станции и обеспечивали идеальное обнаружение помех. Аутентификация на основе углов и квитирование между нисходящим и восходящим каналами связи также оказались особенно эффективными против атак повторного воспроизведения, а зашифрованные сигналы позиционирования предотвращали синтез действительных поддельных сигналов.

По данным консорциума, полученные результаты закладывают практическую основу для будущих отказоустойчивых приёмников PNT, сочетающих аутентифицированную ГНСС с защищённым наземным позиционированием. Дальнейшая работа будет сосредоточена на интеграции защищённого элемента непосредственно в аппаратное обеспечение QN500-P, объединении нескольких методов обнаружения в единую архитектуру и продвижении технологии к более высоким уровням технологической готовности, а также на внесении вклада в будущую стандартизацию.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Макс-канал

По материалам открытых источников