Спуфинг сигнала GPS

То, что спуфинг для сигналов GPS возможен и доступен – известно давно. Сейчас вот обсуждают вполне практическую демонстрацию с беспилотником, который, при помощи интеллектуальной помехи, заставили совершить небезопасный манёвр (“перехватили управление”, так сказать). Это не первая демонстрация спуфинга, но довольно эффектная. Наиболее неприятная картинка вырисовывается, если соединить уязвимость GPS с гипотетическими самоуправляемыми автомобилями. В принципе, даже живые водители склонны излишне верить GPS, а что ожидать от автомобильной программы?

Не, понятно, что в автомобильные программы должны, конечно, встроить защиту и всё такое. И при обнаружении нарушения в сигнале GPS, авто, скажем, будет безопасно останавливаться. Хотя, толпа неожиданно замерших неподалёку от генератора помех автомобилей-роботов тоже вполне себе неприятность. Вообще, в свете управления беспилотниками “по GPS”, неясно, что автомобилю роботу лучше предпринять при сбое навигации. А ведь ещё можно вспомнить, что нынче по GPS ходят круизные лайнеры.

()

Похожие записки:



Далее - мнения и дискуссии

(Сообщения ниже добавляются читателями сайта, через форму, расположенную в конце страницы.)

Комментарии читателей блога: 25

  • 1. 13th July 2012, 16:47 // Читатель sarin написал:

    ну сейчас глобальную навигацию с высокой точностью предоставляют уже две системы. скоро их будет три. а может и четыре. это несколько осложняет спуфинг.

    кроме этого галилео будет предоставлять сигнал высокой точности на платной основе. сигнал будет кодирован. GPS и ГЛОНАСС тоже могут предоставлять кодированный сигнал. правда случай с RQ-170 наводит на мысли, что это всё равно не панацея.

    а значит нужно безустанно повторять, что необходима автономная и не спутниковая (это две разных навигации) навигация в дополнение к спутниковой. для автомобилей создать не спутниковую довольно просто. ведь дороги обычно оборудованы информационными указателями и если научить робота их читать, то зависимость от спутников несколько уменьшается. а в области автономной навигации уже придумано всё мыслимое и немыслимое.

  • 2. 13th July 2012, 17:13 // Читатель зашел в гости написал:

    “ведь дороги обычно оборудованы информационными указателями ”

    Кстати, верно. На загнивающем западе практически все дороги великолепно размечены. Столбики с идентификационным номером (для полиции, дорожных служб) – каждые 100м или 1/10 мили. Т.е., инфраструктура уже есть. Наклеить на столбики что-то вроде RFID-меток не будет так уж затратно.
    Если подумать, то навигацию вполне можно надежно привязать к самой дорожной сети. Спуфинг такой системы в широком масштабе да еще и анонимно будет нетривиальной задачей.

  • 3. 13th July 2012, 17:51 // Читатель sarin написал:

    сделать машиночитаемые указатели конечно логичная идея, но вот мне кажется, что лучше научить машину читать те-же знаки, что читают люди.
    во-первых, такое решение не имеет ограничений по дорогам. нет необходимости вкладывать дополнительные средства в инфраструктуру.
    во-вторых, разработку необходимо провести только один раз! далее можно применять на всех машинах на всех дорогах (с поправкой на всякие локальные выдумки дорожников).
    в-третьих, эти системы всё равно будут созданы. они уже фактически созданы, ведь на улицы калифорнии выпустили робота.
    в-четвёртых, это не так уж и сложно, ведь все дорожные знаки строго стандартизованы.

  • 4. 13th July 2012, 18:01 // Читатель зашел в гости написал:

    “лучше научить машину читать те-же знаки, что читают люди.”

    и ночью и днем, и в дождь, и когда солнце бьет “в глаза”, и когда линзу залепило снегом/грязью, и когда фура впереди блокирует обзор? Мне кажется, что дорожных знаков/указателей будет недостаточно. Нужны более многочисленные точки привязки.
    с часто расставленными радио-метками накопленная погрешность будет не так велика. хорошо для тех мест, где написано “next exit 45 miles”

  • 5. 13th July 2012, 19:42 // Читатель sarin написал:

    получение информации по радиоканалу в этом плане, конечно, надёжней. но при этом дорожные знаки должны быть выполнены и установлены так, чтобы водитель видел их днём и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, чтобы фуры их не перекрывали. дорожные указатели почти всегда дублируются или даже троируются.

    камеру можно устанавливать за оптикой автомобиля, или же там, где находится водитель, ведь лобовое стекло должно надёжно очищаться от загрязнений. спектральную чувствительность камеры можно сдвинуть в инфракрасную область. это дополнительно увеличит надёжность получения изображения.

  • 6. 13th July 2012, 21:11 // Читатель jno написал:

    Да уж.
    Я бы скорее радиоканал оставил “на всякий случай”.

    Но тут, думаю, будет, как с автопосадкой самолётов – уже давно можно, но нельзя. “Пушка за угол стрельнет, но наклонять её запрещается”.

    Вопрос-то один: КТО ВИНОВАТ? Т.е. если всё пошло не так, то кто сидеть будет?

  • 7. 14th July 2012, 16:10 // Александр Венедюхин ответил:

    > ну сейчас глобальную навигацию с высокой точностью предоставляют уже две системы.

    А тут всё равно проблема. Что должна делать система управления, обнаружив расхождения между показаниями этих внешних источников навигационной информации? Если источников два – вообще плохо. Если три, то, в принципе, можно бы выбрать два, показания которых максимально похожи, но с этим тоже большие трудности – сбой может быть сложным: одну заспуфили, другую – просто заглушили (глушить совсем несложно). Кроме того, почему, например, GPS должна уступать в “весе”двум другим источникам?

    Добротное решение, думаю, должно включать механизм удостоверения полученных данных криптографией. К этому, вроде, всё и идёт.

  • 8. 14th July 2012, 20:15 // Читатель jno написал:

    Идёт-то, может, и к этому. А должно идти – к инерциальной системе, автономной, где спутники годятся только для коррекции и/или начальной уставки. Она – надёжнее (и устойчивее). Но приёмники дешевле гироплатформ (пусть и не на много, пусть и за счёт того, что приёмников уже СЕЙЧАС делают много, а гироскопов – нет), а желание рулить гражданами без их ведома – неистребимо…

    Будут вам автомобили, которые будут сами останавливаться по “полицейской” команде и автоматически проверять лицензии на карты, прошивку, бензин и коврики.

  • 9. 14th July 2012, 20:19 // Читатель jno написал:

    И, что самое противное, крипто будет не нормальным, а корпоративным. В духе всяких нынешних мифаров, ЖСМов и иже с ними. С бекдорами и просто дырами. Но – сертифицированное как “единственно верное”. И с судами против криптоаналитиков, которые поимеют наглость показать дыры городу и миру…

  • 10. 14th July 2012, 20:46 // Александр Венедюхин ответил:

    > Будут вам автомобили, которые будут сами останавливаться по “полицейской” команде

    Это да, само собой. Собственно, в Штатах уже подобную технику вводили.

  • 11. 14th July 2012, 23:22 // Читатель Alatar написал:

    >>Что должна делать система управления, обнаружив расхождения между показаниями этих внешних источников навигационной информации?

    Поддерживаю JNO – инерциалку, вроде, пока не отменили. Насколько я знаю, самолёты пока летают по гироскопам, а по GPS только коррекция. Соответственно, даже при наличии только одной спутниковой системы обнаружить спуфинг не сильно сложно (если заложить расчёт на такую ситуацию, конечно, что на самом деле вряд ли будут делать). А что бы спуфиг был незаметен, увод координат должен быть не сильно быстрее, чем собственный уход ИНС, что, в общем-то, мало эффективно. И да, не стоит забывать, что мы не в небе, у автомобиля степеней свободы гораздо меньше, чем у БПЛА. В основном на макроуровне (собственно, навигация) степень свободы всего одна – прямая (ну или извилистая), ограниченная разделительными полосами и столбиками, а самая сложная часть управления происходит на микроуровне – маневрирование в потоке и реагирование на непредвиденные ситуации. Так что если самолёту в принципе достаточно иметь ИНС и ГНСС, то автомобиль просто обязан быть обвешанным тонной дополнительных датчиков, с которых тоже можно брать корректирующую информацию.

    >>Но приёмники дешевле гироплатформ

    А гироплатформы и не нужны – вполне достаточно БИНС на базе МЭМС, которые нынче есть в каждом втором умном телефоне. Их стоимость не сильно превышает стоимость хорошего приёмника ГНСС.

  • 12. 15th July 2012, 00:56 // Читатель jno написал:

    Думаю, всё же акселерометров интегрирующих маловато будет…
    Хорошая твердотельная гироплатформа – рулезз! :)

  • 13. 15th July 2012, 12:23 // Читатель Alatar написал:

    Так а там и гироскопы есть и даже магнетометры иногда. Точности, конечно, не как у взрослых гироскопов, но с учётом большого количества вспомогательных корректирующих датчиков вполне достаточно (мы же говорим про езду по дорогам, а не по произвольной местности?).
    Что касается гироплатформ, то они сейчас и в аэрокосмическом сегменте используются всё меньше – БИНС их активно вытесняют. Да и механика в ряде применений вытесняется лазерниками и волоконниками.

  • 14. 15th July 2012, 17:11 // Александр Венедюхин ответил:

    Коррекцию можно сделать по расставленным вдоль дорог меткам, кстати. Вообще, автономная система сильно лучше, чем завязанная на спутники. Это бесспорно. Но что-то спутниковая реализация кажется более вероятной.

  • 15. 15th July 2012, 17:49 // Читатель jno написал:

    Ну, я под гироплатформой понимаю тоже не колесо в кардане :)

  • 16. 16th July 2012, 06:58 // Читатель Alatar написал:

    Хм… тогда просьба пояснить, что Вы понимаете под этим термином. Видимо, ключевым является отсутствие слова “стабилизированная”, на которое я не обратил внимания?

  • 17. 16th July 2012, 13:07 // Читатель jno написал:

    да, я имел в виду именно гироплатформу, как высококачественный датчик ориентации (с лазерными или другими “немеханическими” гироскопами – в отличие от “телефонных” интегрирующих акселерометров), а не гиростабилизированную – как узел сборки курсовертикалей и т.п.

    в принципе, с добавкой ИК-секстана (для ориентирования по Солнцу) и высокоточных бортовых часов это должно дать достаточно точную автономную ИНС.

    астрокоррекция (по Солнцу, пусть и только днём) даст возможность исключить необходимость в спутниках вообще.

  • 18. 16th July 2012, 13:12 // Читатель jno написал:

    интересно, кстати, какова размерность задачи дорожного движения? дорога-то – одномерная, да. плюс – “шевеления” в пределах дороги (смена [дискретных] полос движения)… 1.5?

  • 19. 16th July 2012, 16:57 // Читатель зашел в гости написал:

    “дорога-то – одномерная”

    почему одномерная? как будет решаться проблема НЕсьезжания в кювет и НЕвыезда на встречную полосу?

  • 20. 16th July 2012, 19:40 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    Уязвимость беспилотников к спуфингу с земли наверняка потому, что приемник стоит коммерческий, без каких-либо мер противодействия.

    При малейшем желании устранить эту уязвимость проблемы не представляет. Достаточно сделать две антенны, одну направленную в верхнюю полусферу, вторую – в нижнюю. При появлении сильного сигнала снизу понятно, что это – спуфинг. Дальше при желании можно повернуть диаграмму направленности верхней антенны так, чтобы этот сигнал минимизировать.

    А автономное управление наверняка сначала появится у грузовиков. Автопилот не позволит превышать скорость, кому еще такие машины нужны.

  • 21. 16th July 2012, 20:00 // Читатель Alatar написал:

    Прошу прощения, просто я привык, что обычно это называют БИНС (бесплатформенная ИНС), зато теперь я совершенно не понял посыл про гировертикаль… =) Ну да ладно, это совершенно не относится к теме.
    А по теме – нас учили, в теории управления ЛА движение разделяют на “быстрое” и “медленное” (могу ошибаться в терминах, давно было, но общий смысл – составлять отдельно уравнения для движения в нужном направлении и для учёта флуктуаций). Здесь можно сделать по аналогии – дорога медленное движение, маневрирование – быстрое. Сколько это в степенях свободы – не знаю, зависит от того, как считать…

    Что касается автокоррекции – вернёмся к тому, что мы не Grand Challenge обсуждаем, корректироваться, как уже сказали, можно и по столбиками вдоль дороги. =)

  • 22. 17th July 2012, 11:44 // Читатель sarin написал:

    спуфинг можно осуществлять не только с земли, но и с самолёта, аэростата, или даже спутника.

    электроника которая не позволяет превышать определённую скорость давно ставится на машины. и примерно так-же давно с них снимается ))

  • 23. 17th July 2012, 16:55 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    Понятно, что тот же подход можно обобщить – приёмник знает направления на все спутники, фазированную решетку можно настроить соответствующим образом. Но это уже не нужно.

    Поднимать самолёт, чтобы поставить помеху беспилотнику, это как из пушки по воробьям. Преимущество спуфинга в том, что он дешёвый. Если защититься от помех с земли, противник начнёт искать другую уязвимость. Например, может сделать из компонентов моделей ракет HARM, наводящийся по нешифрованному и всенаправленному передатчику видео на беспилотнике.

    Ограничители скорости на машины и мотоциклы ставятся по другой причине – чтобы избежать поломок и по соглашению производителей (чтобы избежать конкурентной борьбы). Оба ограничения намного выше, чем максимальная разрешённая скорость на дорогах.

  • 24. 17th July 2012, 17:46 // Читатель зашел в гости написал:

    ограничители скорости? именно скорости, а не оборотов двигателя? что-то новое, никогда не слышал. интересно почитать, кто ставит на какие модели – есть у кого ссылки?

  • 25. 17th July 2012, 19:12 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_fastest_production_motorcycles#Gentlemen.27s_agreement_to_end_competition
    https://en.wikipedia.org/wiki/Speed_limiter

    Сейчас ограничители скорости можно обойти, потому что при этом гарантия теряется и ответственность за превышение скорости всё равно на водителе. Если машиной будет управлять автопилот, то ответственность за превышение скорости будет на производителе автопилота, поэтому у производителя появится причина не разрешать снимать ограничение.