Watch This Space：通过弹性发射机指纹识别保障卫星通信安全

由于廉价现成无线电硬件的普及，针对卫星地面系统的欺骗与重放攻击比以往任何时候都更容易实施。这对于许多不提供密码学安全且无法打补丁以支持新安全措施的遗留系统而言尤为严重。本文探讨卫星系统中的无线电发射机指纹识别。我们引入 SatIQ 系统，提出利用发射机硬件特性（表现为下行信号上的损伤）进行传输认证的新技术。我们特别研究高采样率指纹识别，使指纹难以在没有同等高采样率发射硬件的情况下伪造，从而提高攻击所需预算。我们还考察了在高大气噪声与多径散射下该方法的难度，并分析潜在解决方案。我们聚焦于 Iridium 卫星星座，以 25 MS/s 采样率收集了 1705202 条消息。我们利用该数据训练由自编码器与孪生神经网络组成的指纹识别模型，使模型学习保留识别信息的消息头高效编码。我们通过使用软件定义无线电重放消息展示系统攻击下的鲁棒性，取得 0.120 的等错误率与 0.946 的 ROC AUC。最后，我们通过在训练与测试数据间引入时间间隔分析其随时间稳定性，并通过引入未见过的新型发射机分析其可扩展性。我们得出结论：我们的技术有助于构建随时间稳定的系统，可立即用于新发射机而无需重训练，并通过提高攻击所需预算来抵御欺骗与重放。