Зі зростанням надійності GPS/GNSS технологій усе більше аспектів нашого життя стають залежними від точного визначення координат і часу. Сучасні GNSS-системи застосовуються для синхронізації телекомунікаційних та енергетичних мереж, а також для навігації дронів, самокерованих авто й автоматизації техніки на будівництві та в сільському господарстві. З появою нових сфер застосування, наша залежність від GNSS стабільно зростає у всьому світі. У критичних галузях це особливо акцентує значення надійного інформаційного каналу між супутником і приймачем для гарантії цілісності, точності й безпеки передачі PNT (Positioning, Navigation, and Time – позиціонування, навігація, час).
Європейська супутникова система Galileo зробила важливий крок вперед, розробивши сервіс OSNMA для підвищення захисту проти спуфінгу. Цей сервіс забезпечує захищену передачу сигналів від супутника до приймачів, сумісних із OSNMA. Зараз OSNMA (Open Service Navigation Message Authentication) перебуває на завершальній стадії випробувань і буде доступний безкоштовно для всіх користувачів. Компанія Septentrio, яка співпрацює з ESA більше 20 років, з самого початку брала участь у створенні Galileo й нині є одним з лідерів у тестуванні OSNMA, успішно здійснює аутентифікацію «живих» сигналів від Galileo.
Як GNSS захищає себе від застосування глушіння та спуфінгу?
OSNMA — лише одна з багатьох сучасних технологій, спрямованих на забезпечення захисту GNSS-приймачів від всіляких видів перешкод. І спуфінг, і глушіння є формами радіоперешкод, коли слабкі GNSS-сигнали перекриваються сильнішими хвилями на тій же частоті. Глушіння — це відправлення перешкод у вигляді «білого шуму», що призводить до втрати точності чи навіть неможливості визначення місцеположення.
Спуфінг — більш витончена загроза, за якої приймач приймає «фальшиві» сигнали й видає неправильні координати. За подібного нападу компактний передавач, наприклад дешевий Software Defined Radio, надсилає модифіковані сигнали GNSS до вибраної цілі, примушуючи приймач визначати себе, наприклад, на вершині Евересту. Часто спуфінг використовують зловмисники — в новинах траплялася інформація, наприклад, що в Росії технологія активно застосовується для блокування польотів дронів поблизу аеропортів, портів або державних об’єктів.
OSNMA — надійний захист Galileo від підроблення сигналів
OSNMA захищає від спуфінгу за рахунок можливості автентифікації навігаційних даних, що містять координати супутників. Будь-яке втручання у ці дані непомітно для користувача може призвести до некоректного визначення місцеположення або часу.
OSNMA базується на сучасному гібридному криптографічному підході, що об’єднує симетричне й асиметричне шифрування: секретний ключ, збережений на супутниковому модулі, створює цифровий підпис, а потім разом із ключем передає його у навігаційному потоці. Завдяки зворотній сумісності приймачі можуть працювати і без OSNMA, хоча із цією технологією рівень безпеки зростає в рази.
Як працює автентифікація в приймачах із підтримкою OSNMA?
Cполучення OSNMA-приймача містить алгоритм, який із використанням відкритого ключа перевіряє справжність переданого ключа, а потім — автентифікує навігаційні дані за електронним підписом. У разі ідентифікації фіктивного сигналу система автоматично не бере його до розрахунку позиціонування.
OSNMA — лише фрагмент сучасної багаторівневої системи захисту від завад і підроблень – прикладом комплексного рішення може бути AIM+. Ця технологія, на додаток до автентифікації, аналізує сигнали з точки зору потужності та інших аномалій. Також разом із алгоритмом RAIM+ перевіряється достовірність дистанційних вимірювань за сигналами різних супутників.
Навіть найбільш складний генератор сигналів, типу Spirent GSS9000, не може «обманути» AIM+, оскільки навіть із реалістичною потужністю та дійсними даними система здатна виявити і відсікти сигнал-імітацію як недостовірний.
Сучасні технології не стоять на місці — наприклад, нині вдосконалюють методики, що використовують антени з подвійною поляризацією задля додаткового захисту від спуфінгу.
Готовність до майбутнього: приймачі, стійкі до загроз
Вже сьогодні OSNMA застосовується для захищеної синхронізації критичних інфраструктурних мереж у проєкті ROOT, очолюваному GSA, де Septentrio є одним із ключових партнерів. Тут на базі GNSS-модуля mosaic-T із вбудованою AIM+ впроваджують рішення для високоточного часового маркування в інфраструктурі, де немає місця компромісам із безпекою. Світові лідери, зокрема Airbus, уже тестують OSNMA при отриманні сигналів Galileo, використовуючи приймачі Septentrio.
Не відстають і інші гравці — американська система GPS розробляє власний механізм автентифікації Chimera. Приймачі нового покоління спроєктовані так, щоб одразу підтримувати OSNMA, Chimera і майбутні сервіси GNSS, щойно ті стануть загальнодоступні. Це дає виробникам можливість першими виводити на ринок сучасні рішення із гарантованою стійкістю PNT.
Джерело: Septentrio