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@EggGump 2019-03-06T17:57:04.000000Z 字数 3140 阅读 694

Crowd-GPS-Sec: Leveraging Crowdsourcing to Detect and Localize GPS Spoofing Attacks

security

Jansen K, Schäfer M, Moser D, et al. Crowd-GPS-Sec: Leveraging Crowdsourcing to Detect and Localize GPS Spoofing Attacks[C] IEEE Symposium on Security and Privacy (S&P). 2018.

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Introduction

GPS

A. GPS Usage in avaition

非常广泛

B. GPS Spoofing Attacks

依赖GPS的航空工具都是攻击者倾向的目标

1) Threat Model

Spoffer is emulating a moving track such as a straight line or a curve with some potential acceleation

2) Validation of assumptions

GPS Spoofing Expriments

The gole of these expriments is to demonstrate that existing transponders do not perform any checks on the derived GPS position and that spoffers can precisely control the positino and speed of victim receivers
实验表明欺骗很容易实现

GPS Spoofing Coverage Estimation

根据假设作出自由空间路径损失


自由空间路径损耗,信号源与接收器距离,信号频率
根据(1)得

由该公式知所有离被攻击目标内34km的UAVs都会收到至少-160dBW的信号

CROWD-GPS-SEC

所调查,传感器主要分布在美欧,我们的系统由三个模型组成

A. Multilateration(MLAT)

每个被收到的信息可被表示成元组


传播距离和TDoA的关系:

是i传感器的位置,A是发射信号的UAVs,为i,j的时间差,c光速。传感器距离交点即为UAVs的位置。

B. GPS Spoofing Detection

1) Time Alignment of Transmissions:
算出传递时间


利用相对时间计算UAVs的相对位置

(2) test1 (Cross-checks with MLAT)
测试位置差是否大于阈值


是real position determined by MLAT, position reported by UAVs i using ADS-B/Flarm 太大检测的成功率会减小,太小会提高出错率
复杂度:O(n)

(3) test2 (Multiple Aircraft Comparison)
UAVs间的距离比较是否小于阈值


复杂度:两两比较为,但通过最近邻算法可降到前面的n代表有n个UAVs。
(4)检测的时候两个test一起用

C. GPS Spoofer Localization

1) localization Model

每个被欺骗的UAVs报告相同的位置,反射追踪这些位置找到欺骗者的位置。检测模块找到被 欺骗的UAVs,定位模块进行定位 ,将得到的变量代入公式。

Comparison with MLAT.
我们的方法更好,MLAT不行

2) Error Minimization:

用双曲面交叉来标记一个点而不是一个区域,错误函数为:


root mean square error(RMSE)是 :

最小化损失函数即可最大准确率,被欺骗的UAVs越多结果越准确,

3) improved Filtering

对得到的位置进行正交化过滤

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