基于 GPS/INS 的路面位置追踪系统的安全性
密码学与安全
2018-08-13 v1
摘要
位置信息对各类导航与追踪应用至关重要。如今 GPS 是事实上的室外定位系统,但已被证明易受信号欺骗攻击。惯性导航系统(INS)正作为一种流行的互补系统兴起,尤其在道路交通系统中,因为它们可实现改进的导航与追踪,并对无线信号欺骗与干扰攻击提供韧性。本文评估了面向道路交通系统的 INS 辅助 GPS 追踪与导航的安全保证。我们考虑一个需要从源位置行至目的地并被 INS 辅助 GPS 系统监控的对手。对手的目标是在不被察觉的情况下行至其他位置。我们开发并评估了实现该目标的算法,为对手提供了显著自由度。我们的算法为给定道路网络建立图模型,并使我们能够推导出攻击者在即便有 INS 辅助 GPS 追踪与导航系统的情况下也可抵达而不触发警报的潜在目的地。这些算法使陀螺仪与加速度计传感器失效,因为它们生成的道路轨迹在转弯角与道路曲率上均与合理路径不可区分。我们还设计、构建并演示了可使用精心控制的线圈组合对磁强计进行主动欺骗。我们使用位于全球超过 10 座城市的真实世界与模拟驾驶轨迹实现并评估了该攻击的影响。我们的评估显示,攻击者有可能在未被检测的情况下抵达距真实目的地远达 30 km 的目的地。我们还显示,在某些城市中对手有可能抵达目标区域内几乎 60–80% 的可能点。
引用
@article{arxiv.1808.03515,
title = {Security of GPS/INS based On-road Location Tracking Systems},
author = {Sashank Narain and Aanjhan Ranganathan and Guevara Noubir},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.03515},
year = {2018}
}