DECODE

Detection, countermeasures and demonstration of GNSS spoofing

DECODE

Ziele

Aufgrund der immens gestiegenen Nutzung von GNSS-basierten Anwendungen sind solche Anwendungen zunehmend von absichtlichen Störungen durch Störsender gefährdet. Das Ziel des DECODE-Projekts ist es, State-of-the-Art-Algorithmen zur Detektion und Mitigation von GNSS-Spoofing-Attacken zu testen und implementieren. Ebenso sollen verbesserte Algorithmen entwickelt werden. Ein wichtiger Teil des Projekts wird der Test der Auswirkungen eines Spoofers auf GNSS-Empfänger sein. Ergebnis des Projekts sind Algorithmen und Strategien, um ohne Gefährdung mit GNSS-Spoofing-Attacken umgehen zu können. 

Kurzbeschreibung

Globale Satellitennavigationssysteme (GNSS) haben in den letzten Jahren eine wichtige Rolle in unserem Alltag eingenommen. Allerdings werden Anwendungen von GNSS nicht immer als solche erkannt, beispielsweise die Zeitsynchronisierung von Bankgeschäften, mobilen Telefonnetzwerken oder Elektrizitätsnetzen. Oftmals wird GNSS dabei noch von satellitenbasierten Augmentierungssystemen (SBAS), wie z.B. EGNOS (European GNSS Overlay Service), unterstützt. Wird eine Technologie für unsere Gesellschaft wichtiger, steigt auch deren Gefahrenpotential hinsichtlich Störattacken. Besonders gefährlich sind dabei Attacken von Spoofern, die echte GNSS-Signale imitieren, um so die berechnete Positions- und Zeitinformation des GNSS-Empfängers ganz gezielt zu manipulieren. Die Gefahr, die von Spoofern ausgeht, wurde von der University of Texas in Austin eindrucksvoll bewiesen. Forscher dieser Universität haben zu Demonstrationszwecken mit Hilfe eines Spoofers eine Drohne zum Landen gezwungen, die darauf programmiert war, stabil in der Luft zu bleiben. Weiters wurde es geschafft, eine Yacht um mehrere Seemeilen von ihrem angestrebten Kurs abzubringen, ohne dass die Besatzung dies bemerkte.

Das "Detection, Countermeasures and Demonstration of GNSS Spoofing"-Projekt DECODE hat das Ziel, Algorithmen zur Detektion und Schadensminderung von Spoofing-Attacken zu entwickeln. Dazu werden in einem ersten Schritt bekannte State-of-the-Art-Algorithmen zur Detektion von Spoofern untersucht. Die bestehenden Algorithmen werden zu diesem Zweck in einem software-basierten GNSS-Empfänger implementiert und anhand von Simulationen soll deren Zuverlässigkeit untersucht, sowie eine Beurteilung der genauen Auswirkungen von Spoofern auf GNSS-Empfänger durchgeführt werden. Die Implementierung erfolgt im Rahmen eines Software-Defined Radio (SDR) GNSS-Empfängers, der die nötige Flexibilität zur einfachen Integration verschiedenster Algorithmen bietet. Nach den erfolgten Tests werden im Zuge des Projekts die vielversprechendsten Algorithmen weiterentwickelt, sowie, basierend auf dem neu erworbenen Wissen, neue Methoden zur Detektion erforscht, implementiert und getestet.

Die Detektion von Spoofern ist der erste notwendige Schritt, um die negativen Auswirkungen dieser zu eliminieren und damit letztlich die Zuverlässigkeit der GNSS-Anwendungen erheblich zu steigern. Die Aufrechterhaltung des normalen Betriebs auch im Falle einer gezielten Störattacke der GNSS-Signale bedarf ausgereifter Algorithmen, die genau zwischen den echten und den gefälschten Signalen unterscheiden können. Am Ende des Projekts steht eine Evaluierung der entwickelten Algorithmen, womit ein erster Schritt von der reinen Detektion hin zur Entschärfung der Störattacken getan ist. Ein weiteres Ergebnis des Projekts wird ein Design für ein zukünftiges System zur zuverlässigen Detektion von GNSS-Spoofern sein.

Das DECODE-Projekt wird die österreichischen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten und das Know-how im Bereich der Detektion und Vermeidung von Spoofing-Attacken erhöhen, sowie das Wissen über die negativen Auswirkungen von gezielten Spoofing-Attacken auf die einzelnen Teile des Empfängers steigern. Parallel dazu wird das Projekt das Risikobewusstsein betreffend Gefahren für GNSS-Anwendungen erhöhen. 

Facts

Projektpartner

  • TeleConsult Austria GmbH (Projektleitung)
  • FH Joanneum Graz (Institute Electronic Engineering)

Finanzierung

  • Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) – ASAP 12

Status

  • Laufend