利用 5G 定位进行位置估计与恢复：抵御 GNSS 欺骗攻击
密码学与安全
2023-10-24 v1
摘要
廉价 GNSS 欺骗器的出现会妨碍道路使用者的安全导航与追踪，可导致资产损失、计费估算不准、错误限速强制执行、通行费计算错误、乘客到达错误位置等问题。现有通过密码学方案或能区分合法与攻击信号的接收机来预防和检测欺骗的技术，不足以检测道路使用者的 GNSS 欺骗。近期研究、测试平台与 3GPP 标准正在探索混合定位的可能性，即将 GNSS 数据与 5G-NR 定位结合以提升定位的安全性与精度。我们设计了位置估计与恢复（LER）系统，利用 GNSS 与 5G 定位及其他道路使用者的组合来估计正确的绝对位置，其中部分道路使用者可能是恶意的并串谋以阻止欺骗检测。我们的位置验证协议扩展了对消息到达时间码（MTAC）的理解，以防范针对恶意证明者的攻击。新颖的恢复与元协议利用道路使用者动态且不可预测的特性来检测 GNSS 欺骗。该协议能以极低的误报率快速检测 GNSS 欺骗，并可定制用于一大类场景。即使在（极不现实的）最坏情况下，每个用户以高达 0.3 的概率恶意行事，我们的协议在与至多 20 个道路使用者通信并测距后即以高概率检测 GNSS 欺骗，误报率接近于 0。道路交通的 SUMO 仿真表明，在中等交通条件下，我们可在欺骗开始后的 2.6 分钟内检测到 GNSS 欺骗。
引用
@article{arxiv.2310.14885,
title = {Location Estimation and Recovery using 5G Positioning: Thwarting GNSS Spoofing Attacks},
author = {Aneet Kumar Dutta and Sebastian Brandt and Mridula Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14885},
year = {2023}
}