Endre søk
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Time-Based GNSS Attack Detection
KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Datavetenskap, Programvaruteknik och datorsystem, SCS. (Networked Systems Security Group)ORCID-id: 0000-0001-8919-0098
KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Datavetenskap, Programvaruteknik och datorsystem, SCS. (Networked Systems Security Group)ORCID-id: 0000-0002-3267-5374
2024 (engelsk)Inngår i: IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, ISSN 0018-9251, E-ISSN 1557-9603, s. 1-18Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert) Epub ahead of print
Abstract [en]

To safeguard Civilian Global Navigation Satellite Systems (GNSS) external information available to the platform encompassing the GNSS receiver can be used to detect attacks. Cross-checking the GNSS-provided time against alternative multiple trusted time sources can lead to attack detection aiming at controlling the GNSS receiver time. Leveraging external, network-connected secure time providers and onboard clock references, we achieve detection even under fine-grained time attacks. We provide an extensive evaluation of our multi-layered defense against adversaries mounting attacks against the GNSS receiver along with controlling the network link. We implement adversaries spanning from simplistic spoofers to advanced ones synchronized with the GNSS constellation. We demonstrate attack detection is possible in all tested cases (sharp discontinuity, smooth take-over, and coordinated network manipulation) without changes to the structure of the GNSS receiver. Leveraging the diversity of the reference time sources, detection of take-over time push as low as 150 μs is possible. Smooth take-overs forcing variations as low as 30 ns/s are also detected based on on-board precision oscillators. The method (and thus the evaluation) is largely agnostic to the satellite constellation and the attacker type, making time-based data validation of GNSS information compatible with existing receivers and readily deployable.

sted, utgiver, år, opplag, sider
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) , 2024. s. 1-18
HSV kategori
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-359741DOI: 10.1109/taes.2024.3516708ISI: 001506819200019Scopus ID: 2-s2.0-85212530491OAI: oai:DiVA.org:kth-359741DiVA, id: diva2:1936237
Merknad

QC 20250211

Tilgjengelig fra: 2025-02-10 Laget: 2025-02-10 Sist oppdatert: 2025-08-15bibliografisk kontrollert
Inngår i avhandling
1. Data verification for GNSS systems and protection of GNSS services
Åpne denne publikasjonen i ny fane eller vindu >>Data verification for GNSS systems and protection of GNSS services
2025 (engelsk)Doktoravhandling, med artikler (Annet vitenskapelig)
Abstract [en]

 Global Navigation Satellite Systems (GNSS) provide ubiquitous precise localization and synchronization for a wide gamut of applications, spanning from location-based service to core industrial functionalities in communications and large infrastructure. Civilian use of GNSS relies on publicly available signals and infrastructure designed to operate at a high level of interoperability. Nevertheless, such systems proved to be vulnerable to voluntary and involuntary interference aiming to deny, modify, and falsify the GNSS-provided solution. This poses a significant threat to the robustness of satellite-based timing and localization. A decreasing entry threshold from the knowledge and tools accessibility perspective makes mounting such attacks feasible and effective even against low-value targets. In this work, this issue is targeted, with a practical approach, from three directions, by cross-checking the navigation solution with alternative providers of time, by localizing the interference source and characterizing it, and by relying on specific receiver dynamics to eliminate falsified signals. We discuss protection mechanisms targeting the consumer market based on available infrastructure or on sensing supported by sensors embedded in the GNSS-enabled platform itself. These efforts collectively aim to improve the robustness of consumer GNSS solutions, without modifying the GNSS receiver or the signal structure, to provide secure and reliable navigation and timing in an increasingly adversarial environment.

Abstract [sv]

Globala system för satellitnavigering (eng. global navigation satellite systems, GNSS) tillhandahåller allestädes närvarande precis platsbestämning och synkronisering för ett brett spann av tillämpningar, från platsbaserade tjänster till industriella kärnfunktioner i kommunikation och stora infrastrukturer. Civil användning av GNSS förlitar sig på allmänt tillgängliga signaler och infrastruktur som är designad att användas på en hög nivå av interoperabilitet. Dessa system har visat sig sårbara för störningar som söker att neka, modifiera och falsifiera GNSS-lösningar. Detta utgör ett allvarligt hot mot tillförlitligheten av satellitbaserad tids- och platsbestämning. En sänkning av tröskeln för tillgängligheten av kunskap och verktyg gör det möjligt och effektivt att inleda sådana attacker, även mot lågvärdesmål. I detta verk angrips problemet praktiskt via tre tillvägagångssätt: genom dubbelkontroll av navigationslösningen med alternativa internettidsleverantörer, genom lokalisering av störningskällan och karaktärisera den, och genom att förlita sig på specifik mottagardynamik för att eliminera falsifierade signaler. Vi diskuterar skyddsmekanismer ämnade för konsumentmarknaden baserat på tillgänglig infrastruktur eller m.h.a. mätningar från inbyggda sensorer i GNSS-plattformen i sig. Dessa ansträngningar söker att gemensamt förbättra tillförlitligheten hos konsument GNSS-lösningar, utan att modifiera GNSS-mottagaren eller signalstrukturen, för att erbjuda säker ochpålitlig navigation och tid i en alltmer fientlig miljö

sted, utgiver, år, opplag, sider
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2025. s. xxvi, 62
Serie
TRITA-EECS-AVL ; 2025:36
HSV kategori
Forskningsprogram
Informations- och kommunikationsteknik
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-361272 (URN)978-91-8106-231-1 (ISBN)
Disputas
2025-04-15, https://kth-se.zoom.us/j/62121217840, Sal C, Kistagången 16, Stockholm, 14:00 (engelsk)
Opponent
Veileder
Merknad

QC 20250317

Tilgjengelig fra: 2025-03-17 Laget: 2025-03-17 Sist oppdatert: 2025-10-30bibliografisk kontrollert

Open Access i DiVA

fulltext(2664 kB)71 nedlastinger
Filinformasjon
Fil FULLTEXT01.pdfFilstørrelse 2664 kBChecksum SHA-512
982128819ae09dac22fc2ae24b706868ee1af11180173382ffd429ecbc8d4e81fde606fbe5ab51e8da81d647ff5f3bc13c449b304ea3cd8cc4940e99b33fa6c9
Type fulltextMimetype application/pdf

Andre lenker

Forlagets fulltekstScopus

Person

Spanghero, MarcoPapadimitratos, Panos

Søk i DiVA

Av forfatter/redaktør
Spanghero, MarcoPapadimitratos, Panos
Av organisasjonen
I samme tidsskrift
IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems

Søk utenfor DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 71 nedlastinger
Antall nedlastinger er summen av alle nedlastinger av alle fulltekster. Det kan for eksempel være tidligere versjoner som er ikke lenger tilgjengelige

doi
urn-nbn

Altmetric

doi
urn-nbn
Totalt: 838 treff
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf