CC BY
43
24. Прохорова И.А. Теория систем и системный анализ: учебное пособие / И.А. Прохорова. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013. - 49 с.
РАСТУЩАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В КИБЕРБЕЗОПАСНОСТИ В ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМАХ
Б.В. Торгашев, Московский технический университет связи и информатики, [email protected];
К.Н. Елагина, Московский технический университет связи и информатики, [email protected].
УДК 004.056:629.056.8_
Аннотация. Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) стали частью нашей повседневной жизни, будь то использование систем навигации и локализации или синхронизация времени на ваших подключенных устройствах. Данная статья посвящена анализу достаточно фрагментированной экосистемы, связанной с GNSS, множества вариантов использования, которые позволяет эта технология, и связанных с ними киберрисков, которые создают новые возможности для защиты.
Ключевые слова: ГНСС; безопасность; сегмент; технология; устройство; кибербезопасность; система.
THE GROWING NEED FOR CYBERSECURITY IN GLOBAL NAVIGATION
SATELLITE SYSTEMS
Boris Torgashev, Moscow technical university of communications and informatics. Kristina Elagina, Moscow technical university of communications and informatics.
Annotation. Global Navigation Satellite Systems (GNSS) have clearly become a part of our daily lives, whether it's using navigation and localization systems or synchronizing time on your connected devices. This article is devoted to the analysis of a rather fragmented ecosystem associated with GNSS, the many use cases that this technology allows, and the associated cyber risks that create new opportunities for protection.
_Keywords: GNSS; security; segment; technology; device; cybersecurity; system.
Введение
Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС или от английского Global Navigation Satellite System, GNSS) включают группировку спутников, вращающихся вокруг Земли, которые вычисляют наземные координаты путем трилатерации. ГНСС используются во всех видах транспорта: космических станциях, авиации, морском, железнодорожном, автомобильном и общественном транспорте. Позиционирование, навигация и синхронизация времени (Positioning, navigation, and timing, PNT) играют решающую роль в телекоммуникациях, геодезии, правоохранительных органах, реагировании на чрезвычайные ситуации (ЧС), горнодобывающей промышленности, финансах, научных исследованиях и так далее. Они используются для управления компьютерными сетями, воздушным движением, электросетями и многим другим.
Анализ рынка ГНСС
В настоящее время ГНСС включает в себя две полностью функционирующие глобальные системы: глобальную систему позиционирования (Global Positioning System, GPS) Соединенных Штатов Америки (США) и глобальную навигационную спутниковую систему Российской Федерации (ГЛОНАСС). В ГНСС также входят разрабатываемые глобальные и региональные системы, а именно Европейская спутниковая навигационная система (Galileo), китайская (Compass/Bei - Don), индийская региональная навигационная спутниковая система (Indian Regional Navigation Satellite System, IRNSS) и японская квазизенитная спутниковая система (Quasi-Zenith Satellite System, QZSS). Как только все эти глобальные и региональные системы станут полностью работоспособными, пользователь получит доступ к сигналам позиционирования, навигации и синхронизации с более чем 100 спутников.
В дополнение к ним существуют спутниковые системы функциональных дополнений, такие как глобальная система увеличения широкой площади США (Wide Area Augmentation System, WAAS), европейская геостационарная навигационная служба (European Geostationary Navigation Overlay Service, EGNOS), российская система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ), индийская GPS-навигация с дополненной геолокацией (GPS Aided Geo Augmented Navigation, GAGAN), японская многофункциональная транспортная спутниковая система (Multifunctional Transport Satellites, MTSAT) и спутниковые системы дополнения (Multi-functional Satellite Augmentation System, MSAS). Сочетание их с проверенными наземными технологиями, такими как инерциальная навигация, откроет двери для новых приложений с социально-экономическими преимуществами. Последние представляют собой приложения, требующие не только точности, но и, в частности, надежности или целостности. Критические для безопасности транспортные приложения, такие как посадка гражданского самолета, предъявляют строгие требования к точности и целостности.
Успешное завершение работы Международного комитета по глобальным навигационным системам (МКГ или от английского International Committee on Global Navigation Satellite Systems, ICG), в частности, по установлению функциональной совместимости между глобальными системами, позволит пользователю ГНСС использовать один инструмент для приема сигналов от нескольких спутниковых систем. Это позволит получить дополнительные данные, особенно в городских и горных районах, и повысить точность измерения времени или местоположения. Чтобы воспользоваться этими достижениями, пользователям ГНСС необходимо быть в курсе последних разработок в областях, связанных с ГНСС и наращивать потенциал для использования мульти-ГНСС-сигнала.
Таким образом, конкретные цели реализации приоритетной области ГНСС программы развития Организации Объединенных Наций (ПРООН или от английского United Nations Development Programme, UNDP) по применению космической техники заключаются в демонстрации и понимании сигналов ГНСС, кодов, погрешностей и практических применений, а также последствий предполагаемой модернизации.
Что касается начала 2022 г., установленная база устройств ГНСС должна превысит отметку в 10 млрд во всем мире, что составляет в среднем 1,3 устройства на душу населения. По данным Европейского агентства ГНСС (General Services Administration, GSA), уже в 2019 г. глобальные доходы от продажи чипсетов, приемников, устройств и услуг составили 150 млрд евро, и, по прогнозам, их рост
продолжится со среднегодовым темпом роста 8%, достигнув таким образом 325 млрд в евро к 2029 г.
Рынок обычно разделен на оборудование и услуги, чтобы лучше понять эту экосистему, мы решили разбить ее по вертикали на три уровня, которые разделены на разные сегменты.
Глонасс
ГЛОНАСС - российская спутниковая система навигации. Система транслирует гражданские сигналы, доступные в любой точке земного шара, предоставляя навигационные услуги на безвозмездной основе и без ограничений.
На рис. 1 изображен логотип ГЛОНАСС.
Рисунок 1
Система ГЛОНАСС, имевшая изначально военное предназначение, была запущена одновременно с системой предупреждения о ракетном нападении (СПРН) в 1982 г. для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования.
Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трех орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой орбит 19 100 км. Основное отличие от системы Navstar в том, что спутники ГЛОНАСС в своем орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность. Таким образом, группировка космических аппаратов (КА) ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования.
Развитием проекта ГЛОНАСС занимаются «Роскосмос», АО «Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф. Решетнева» и АО «Российские космические системы». Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом постановлением Правительства РФ в июле 2009 г. был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ПАО «Навигационно-информационные системы». С 2012 г. эти функции были переданы некоммерческому партнерству «Содействие развитию и использованию навигационных технологий». На рис. 2 изображен один из первых приемников ГЛОНАСС.
Рисунок 2
Экосистема
Базовый уровень представляет собой строительные блоки технологии и разделен между операторами спутников, производителями наборов микросхем и приемников, без которых сигналы ГНСС не будут ни передаваться, ни приниматься.
Средний уровень, описываемый как устройства и платформы, разделен на два сегмента между производителями устройств и системными интеграторами, представляющими всю аппаратную и программную адаптацию технологии для конкретных отраслевых вариантов использования.
Наконец, верхний уровень представляет различные приложения технологии в каждой отрасли. Этот уровень разделен на пять хорошо известных сегментов ГНСС: транспорт и логистика, безопасность, потребительские решения, сельское хозяйство и геоматика и критическая инфраструктура.
Варианты использования кибербезопасности в ГНСС
На сегодняшний день ГНСС с ее многочисленными приложениями обеспечивает около 7% мирового внутреннего валового продукта (ВВП) и, таким образом, имеет решающее значение для многих отраслей и частных лиц. Учитывая эту высокую ценность, рынок в последнее время привлек повышенное внимание со стороны хакеров, осуществляющих кибератаки в форме глушения и спуфинга.
Спуферы подавляют относительно слабые сигналы GNSS радиосигналами, несущими ложную информацию о местоположении. Существует два способа подделки:
1) Ретрансляция сигналов GNSS, записанных в другом месте или в другое
время.
2) Генерация и передача модифицированных спутниковых сигналов.
Это, конечно, началось с незначительных атак, таких как, использование дешевого спуфинга или программно-определяемых радиостанций, чтобы, например, скрыть свое местоположение от кого-то, обмануть в Pokemon GO или совершить другие неопасные атаки.
Совсем недавно события такого рода приняли совершенно другую точку зрения и привлекли внимание правительств. Например, США объявили о необходимости усиления безопасности в морской и логистической отраслях, Федеральная авиационная ассоциация (Federal Aviation Association, FAA) продемонстрировала большое количество глушения и спуфинга, полученных авиалайнерами или даже недавний взлом серверов Garmin в июле 2020 г., когда поставщик технологий и услуг GPS был вынужден заплатить выкуп в размере 10 млн долл. США, чтобы снова получить доступ к своим системам.
Это всего лишь несколько примеров, подчеркивающих растущую потребность в надежных решениях в области кибербезопасности, чтобы обеспечить защиту сигналов ГНСС во всех приложениях.
Стратегическое обоснование применения ГНСС
Для отрасли транспорта и логистики преимущества безопасности ГНСС будут включать более точную и безопасную разработку автономных транспортных средств, более точное отслеживание (пассажиров или грузов), а также лучшее планирование и синхронизация подключенных транспортных средств, благодаря предотвращению ложных сигналов и кибератаки, в том числе.
Само собой разумеется, что любая компания в сфере обороны и безопасности нуждается в серьезной киберзащите, в том числе в решениях против глушения и спуфинга атак, которые пока представляют собой в основном дорогие аппаратные решения, требующие дорогостоящего обслуживания и не всегда исправные.
На отрасль потребительских решений приходится примерно 38% мирового рынка ГНСС, что обусловлено продажами смартфонов, приложений, дополненной реальности и других подключенных носимых устройств. С ростом числа подключенных устройств, что приводит к увеличению объема персональных данных, собираемых в рамках бизнес-моделей, включая PNT, адекватная защита является вполне логичной.
Помимо отраслей транспорта, логистики и потребительских решений, отрасль сельского хозяйства и геоматики является третьей отраслью экосистемы, приносящей наибольший доход, при этом текущие предложения по обеспечению безопасности крайне ограничены, если вообще отсутствуют. С ростом использования автономных транспортных средств и техники в сельском хозяйстве, добыче ресурсов и строительстве безопасность ГНСС станет необходимой для обеспечения эффективности и безопасности операторов машин.
Что касается отрасли критически важной инфраструктуры, некоторые решения в сфере кибербезопасности уже используются для обеспечения синхронизации и точности нескольких систем, например, в финансовой отрасли или в телекоммуникациях. Поскольку технологию становится довольно легко взломать, улучшение этих решений обеспечит точность данных PNT, тем самым защитив точность и надежность этих критически важных инфраструктурных сетей.
Аутентификация GNSS на уровне сигнала
Система Galileo будет предлагать коммерческую службу аутентификации (Commercial Authentication Service, CAS) для сигнала E6 с высочайшим уровнем безопасности для критически важных приложений, таких как автономные транспортные средства. Шифрование уровня сигнала будет основано на тех же методах, что и военные сигналы GPS. Только получатели, у которых есть секретный ключ, могут отслеживать такие зашифрованные сигналы. Секретный ключ также необходим для генерации сигнала, что делает невозможным подделку. Методы аутентификации CAS в настоящее время тестируются в Septentrio в сотрудничестве с Европейским космическим агентством.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что с растущим использованием технологий ГНСС в различных отраслях, к сожалению, ожидается, что все больше и больше компаний и частных лиц будут страдать в финансовом и, в худшем случае, физическом плане, например, в автомобильной аварии, которая случилась в
результате спуфинга и глушения атак. Внедрение эффективного программного обеспечения (ПО) для кибербезопасности является ключом к обеспечению точной и синхронизированной передачи сигнала по всей экосистеме ГНСС. Здесь как устоявшиеся, так и новые игроки в области кибербезопасности, могут помочь в дальнейшем развитии и коммерциализации этой важной технологии с нулевым риском.
Литература
1. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ // Российский институт космического приборостроения. Ред. 5.1. 2008.
2. IS-GPS-200G 5-SEP-2012. Global Positioning Systems Directorate Systems Engineering & Integration. Interface Specifications IS-GPS-200. NavS- tar GPS Space Segment / Navigation User Interfaces. Вступил в действие 31-01-2013.
3. Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. Под ред. П.П. Дмитриева и В.С. Шебшаевича. - М.: Радио и связь, 1982. - 272 с.
4. Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. Под ред. В.С. Шебшаевича. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1993. - 408 с.
5. Дмитриев С.П. Высокоточная морская навигация. - СПб.: Судостроение, 1991. -224 с.
6. Кудрявцев И.В. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. - М.: Транспорт, 1988.
7. Харисов В.Н. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС / Под. ред. В.Н Харисова. - М.: ИПРЖР, 1998.
8. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А.И. Перова, ВН. Харисова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Радиотехника, 2010. - 800 с.
9. Перов А.И. Методы и алгоритмы оптимального приема сигналов в аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем: учеб, пособие для вузов. - М.: Радиотехника, 2012. - 240 с.
10. Перов АИ. Основы построения спутниковых радионавигационных систем: учеб, пособие для вузов. - М.: Радиотехника, 2012. - 240 с.
11. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. - М.: Эко-трендз, 2000.
12. Соловьев Ю.А. Спутниковая навигация и ее приложения. - М.: Эко-трендз, 2003. - 326 с.
13. Поваляев А.А. Спутниковые радионавигационные системы: время, показания часов, формирование измерений и определение относительных координат. - М.: Радиотехника, 2008. - 328 с.
14. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии: монография: в 2 т. Т.1 / К.М. Антонович.
15. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии: монография: в 2 т. Т.2 / К.М. Антонович; ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2006. -360 с.
16. Волков Н.М. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС // Успехи современной радиоэлектроники, 1997. - № 1.
17. Решетнев М.Ф. Развитие спутниковых навигационных систем // Информационный бюллетень НТЦ «Интернавигация», 1992. - № Г-С. 6-10.
18. Анучин О. Н. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов. Под общ. ред. чл.-кор. РАН В. Г. Пешехонова. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 1999. - 357 с.
19. Стрельцова А. Методологические вопросы применения норм, правил и принципов ответственного поведения государств, призванных способствовать обеспечению открытой, безопасной, стабильной, доступной и мирной икт-среды. Исследовательский проект Международного исследовательского консорциума информационной безопасности, 2020. - 34 с.
20. Загорский А.В., Ромашкина Н.П. Проблемы информационной безопасности в международных военно-политических отношениях. - М.: ИМЭМО РАН, 2016. -183 с.
21. Градостроительный кодекс Российской Федерации от 24.12.2004 № 190-ФЗ (С изменениями и дополнениями) // Собрание законодательства Российской Федерации, 2004. - № 1.
22. Федеральный закон «О саморегулируемых организациях» от 01.12.2007 № 315-ФЗ (С изменениями и дополнениями) // Собрание законодательства Российской Федерации, 2007. - № 21.
23. Дроздова И.В. Проблемы саморегулируемых организаций (СРО) в строительстве // Проблемы современной экономики, 2012. - № 1. - С. 235-236.
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ВЕБ-ФИЛЬТРАЦИИ КОНТЕНТА НА ПРИМЕРЕ DETOX BROWZER И АЛГОРИТМОВ МАШИННОГО
ОБУЧЕНИЯ
С.С. Мельниченко, Московский технический университет связи и информатики, [email protected].
УДК 004.8_
Аннотация. Ежегодно потребление информации из различных веб-ресурсов растет очень быстрыми темпами, главным образом, из-за повышения доступности и распространения интернета. Многие люди полагаются на интернет, чтобы получить различные точки зрения на интересующие их вопросы, но в то же время они могут быть подвергнуты воздействию контента, который негативно повлияет на их психическое благополучие. Броские заголовки и эмоционально заряженные статьи увеличивают число читателей, что, в свою очередь, увеличивает доход от рекламы для веб-сайтов. Когда пользователь потребляет большое количество негативного контента, это отрицательно влияет на его жизнь в целом и оказывает значительное влияние на его настроение и душевное состояние. Многие исследования, проведенные во время пандемии COVID-19, показали, что люди по всему миру, независимо от страны их происхождения, испытывали более высокий уровень тревоги и депрессии. Методы фильтрации контента могут помочь в создании цифровой среды, которая больше подходит для людей, склонных к депрессии, беспокойству и стрессу. Значительный объем работы был проделан в области веб-фильтрации, но уделялось ограниченное внимание оказанию помощи особо чувствительным лицам. В данной статье рассмотрен Detox Browser - простой инструмент, который позволяет конечным пользователям контролировать свое воздействие на темы, которые могут повлиять на их психическое благополучие. Помимо этого, в работе рассмотрены основные методы фильтрации контента в веб-пространстве.
Ключевые слова: веб-фильтрация; контент; нейронные сети; машинное обучение; Detox Browser; фильтрация по ключевым словам.
