TRICK：面向增强 GNSS 安全性的基于低轨卫星的时间与范围完整性检查
密码学与安全
2025-11-10 v1
摘要
全球导航卫星系统 (GNSS) 为全球超过 40 亿设备提供定位、导航和定时 (PNT) 信息。尽管其在安全关键和高精度应用中广泛使用，但 GNSS 仍然容易受到欺骗攻击。此类攻击的加密增强措施，例如 Galileo 中的 TESLA 协议用于提供导航消息身份验证，并不能缓解到达时间被篡改的问题。本文提出 TRICK，一种用于安全定位的新型原语，通过仅与单个参考节点进行双向通信即可实现时间与范围完整性检查，同时结合多个广播信号。与经典可验证多定位 (Verifiable Multilateration, VM) 需要与每个参考节点建立双向通信不同，我们的解决方案仅依赖于与单颗可靠低轨道 (LEO) 卫星的两次测量，并结合广播导航信号。我们严格证明，仅通过将基于 LEO 卫星的双向范围测量与多个单向范围测量（如来自 GNSS 广播信号）融合，即可构建椭圆约束，从而恢复 VM 所提供的相同安全保证，同时仅需最小基础设施和消息交换。通过详细分析，我们表明该方法可靠检测欺骗攻击，同时增加的计算开销可忽略不计。
引用
@article{arxiv.2511.05100,
title = {TRICK: Time and Range Integrity ChecK using Low Earth Orbiting Satellite for Securing GNSS},
author = {Arslan Mumtaz and Mridula Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05100},
year = {2025}
}