Momentum-baut auf, um GNSS Störung und Spoofing abzuwehren

Die Verwundbarkeit des globalen Positionierungssystems (GPS) ist allgemein anerkannt. Hochfrequenzstörungen, die durch Störungen und Spoofing verursacht werden, werden verwendet, um ein wichtiges Synchronisationssystem zu verschlechtern, das Positions-, Navigations- und Zeitinformationen (PNT) für kritische nationale Infrastrukturen bereitstellt.

Ein Großteil dieser HF-Störungen geht von elektronischen Geräten, Funkantennen oder Modems aus, die stark genug sind, um die relativ schwachen Signale an GNSS-Empfänger (Global Navigation Satellite System) zu übertönen. Diese Verwundbarkeit schafft ein verlockendes Ziel für schlechte Schauspieler.

"Die Bösewichte haben immer mehr Bedrohungen, deshalb müssen wir Wege finden, um sie zu analysieren und anzugehen", sagte Rod Bryant, Senior Director of Technology für die Positionierung beim Funkspezialisten U-Blox.

Die übermäßige Abhängigkeit von GPS und anderen Navigationshilfen sowie wachsende Sicherheitslücken wie Jamming, Spoofing und andere Formen von Interferenzen machen die Notwendigkeit terrestrischer Backups für aktuelle GNSS-Systeme deutlich. Wir werfen einen genauen Blick auf den Umfang des Problems und mögliche Abhilfemaßnahmen in unserem bevorstehenden GPS-Spezialprojekt.

Diese Schutzmaßnahmen reichen von der Authentifizierung von Navigationsnachrichten und der Signale verschlüsselung für das europäische Galileo-System bis hin zu Anti-Spoofing-Frameworks für GPS mit ähnlichen Nachrichtenauthentifizierungsschemata.

Bevor wir uns mit diesen und anderen Ausfallsicherheitsansätzen befassen, erhalten Sie einen Überblick über die zunehmenden Bedrohungen für GNSS sowie eine Momentaufnahme der Auswirkungen von GPS-Interferenzen in den letzten Jahren.

Signale störungs und Spoofing

Signale störungs

Die Galileo OSNMA-Architektur: Ein kryptografischer Algorithmus im OSNMA-fähigen GNSS-Empfänger authentifiziert Galileo OSNMA-Signale.

Das Stören eines GPS-Signals erfordert kaum mehr als das Erzeugen eines HF-Signals, das stark genug ist, um GNSS-Übertragungen zu übertönen. Typischerweise sendet ein kleiner Sender Funksignale im gleichen Frequenzband wie ein GPS-Gerät. Die daraus resultierenden Interferenzen stören den Empfang auf GPS-Geräten.

GPS-Störsender unterscheiden nicht, was normalerweise zu Kollateralschäden führt. GPS-abhängige Flugsicherung, Such- und Rettungsaktionen, das Stromnetz und Mobiltelefondienste sind alle anfällig für GPS-Störfälle.

Während GPS jammer einfach GNSS-Signale blockieren, was eine genaue Positionierung schwierig oder unmöglich macht, beinhaltet GPS-Spoofing die absichtliche Übertragung von Signalen ähnlich wie GPS, jedoch mit falschen Standortinformationen. Durch die Replikation von GNSS-Signalen kann ein Spoofer einen Empfänger täuschen, dass er sich zu einem bestimmten Zeitpunkt oder an einem anderen Ort befindet.

Spoofing verursacht alle Arten von Chaos. Zum Beispiel kann es verwendet werden, um autonome Fahrzeuge zu entführen und sie auf alternativen Routen zu senden. Durch Spoofing können die von Fahrzeugmonitoren aufgezeichneten Routen geändert oder Geofences unterbrochen werden, die zur Bewachung von Betriebsbereichen verwendet werden. Es stellt auch ein Risiko für kritische Infrastrukturen dar, einschließlich Strom-, Telekommunikations- und Transportsysteme.

Jan van Hees, Direktor für Geschäftsentwicklung und Marketing beim GNSS-Empfänger hersteller Septentrio, stellte diese Analogie vor: "Beim Stören wird so viel Rauschen erzeugt, dass das [Satellitensignal] verschwindet. Spoofing ist wie ein Phishing-Angriff auf das Signal. "