VIMU：针对无人机上隐形攻击的基于物理的实时检测与恢复系统
密码学与安全
2025-04-30 v1
摘要
传感器攻击正在变得普遍且具备操纵性。最新的进展利用传感器和探测器的特性来规避检测。近期的安全努力已利用基于物理的模型来检测或缓解传感器攻击。然而，这些方法仅对少数传感器攻击具有韧性，在检测效果方面仍需改进。我们提出了 VIMU，一个用于无人机的高效传感器攻击检测与韧性系统。我们提出了检测算法 CS-EMA，通过低通滤波来识别隐形陀螺仪攻击，同时实现整体有效的传感器攻击检测。我们开发了细粒度的非线性物理模型，进行精确的气动和推进力矩建模。我们还通过 FIFO 缓冲区来增强状态估计，以缓解高频率 IMU 攻击的影响。所提出的物理模型和缓冲区保护为维持飞行稳定性提供了有效的系统状态恢复能力。我们在 PX4 自动驾控平台上实现了 VIMU。评估结果表明，VIMU 在检测和缓解各种现实传感器攻击方面效果显著，尤其是针对隐形攻击。
引用
@article{arxiv.2504.20569,
title = {VIMU: Effective Physics-based Realtime Detection and Recovery against Stealthy Attacks on UAVs},
author = {Yunbo Wang and Cong Sun and Qiaosen Liu and Bingnan Su and Zongxu Zhang and Michael Norris and Gang Tan and Jianfeng Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.20569},
year = {2025}
}
备注
In proceedings of ACSAC 2024. Author version with figure fixes