Методи захисту радіоканалів БПЛА від несанкціонованого доступу

Заголовок (англійською): 
Methods of protecting uav radio channels against unauthorized Access
Автор(и): 
Шкітов А. А.
Автор(и) (англ): 
Shkitov A.
Ключові слова (укр): 
безпілотні літальні апарати; радіоканали; несанкціонований доступ; шифрування
Ключові слова (англ): 
Unmanned aerial vehicles; radio channels; unauthorized access; encryption
Анотація (укр): 
Впровадження і широке використання безпілотних літальних апаратів (БПЛА) постійно зростає у багатьох сферах. Це пов’язано з можливістю безпілотників робити запис та ретранслювати в режимі реального часу відео та зображення разом із можливістю літати і перевозити вантажі. Однак під час використання безпілотників виникає ціла низка проблем, адже доступ до каналів передачі інформації можуть отримати сторонні люди для задоволення власних потреб. Інформаційні атаки на БПЛА призводять до суттєвих наслідків, включаючи комерційні та некомерційні втрати. Метою роботи є дослідження БПЛА та їх вразливість і захист під час польоту. Для досягнення поставленої мети використовувалися методи пошуку науково-технічної літератури, аналізу, класифікації, систематизації та узагальнення наявних даних про БПЛА. На основі розглянутих ключових галузевих публікацій проведено комплексний аналіз методів захисту радіоканалів БПЛА на предмет хакерських атак. Описано процес перехоплення, як один із варіантів загроз доступу до БПЛА, а саме: перехоплення сигналу, перехоплення керування, фізичне перехоплення. Обґрунтовано такі методи захисту радіоканалів БПЛА, як-от: шифрування сигналу; використання спектральних методів; аутентифікація та авторизація; використання фізичних бар’єрів; створення унікального програмного забезпечення для БПЛА; закриття усіх радіоканалів зв’язку на самому БПЛА; повернення його за допомогою записаного маршруту. Вирішено актуальне науково-практичне завдання, що полягає в теоретико-методологічному обґрунтуванні підходів і принципів захисту радіоканалів БПЛА в режимі реального часу. Представлено варіант взаємного положення в просторі БПЛА, пульта управління (ПУ) і станції радіоелектронного подавлення, а також спосіб децентралізованої безпровідної взаємодії даних компонентів. Розкрито перспективи і переваги щодо використання штучного інтелекту.
Анотація (англ): 
The adoption and widespread use of unmanned aerial vehicles (UAVs) is constantly increasing in many areas. This is due to the ability of drones to record and relay real-time video and images along with the ability to fly and carry cargo. However, when using drones, a number of problems arise, because outsiders can gain access to information transmission channels to meet their own needs. Information attacks on UAVs lead to significant consequences, including commercial and non-commercial losses. The purpose of this work is to study UAVs and their vulnerability and protection during flight. To achieve the goal, the methods of searching scientific and technical literature, analysis, classification, systematization and generalization of available data on UAVs were used. On the basis of the found key industry publications, a comprehensive analysis of methods of protecting UAV radio channels against hacker attacks was carried out. The interception process is described as one of the options for UAV access threats, namely: signal interception, control interception, physical interception. The following methods of UAV radio channel protection are substantiated: signal encryption; use of spectral methods; authentication and authorization; use of physical barriers; creation of unique software for UAVs; Closing all radio communication channels on the UAV itself; returning it using a recorded route. The actual scientific and practical task, which consists in the theoretical and methodological substantiation of the approaches and principles of UAV radio channel protection in real time, has been solved. The variant of the mutual position in space of the UAV, the control panel (PU) and the radio electronic suppression station is presented, as well as the method of decentralized wireless interaction of these components. Prospects and advantages of using artificial intelligence are revealed.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Управління розвитком складних систем, номер 59, 2024
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Management of Development of Complex Systems, number 59, 2024
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
Дата публікації: 
20 Ноябрь 2024
Номер збірника: 
Розділ: 
ТЕХНОЛОГІЯ УПРАВЛІННЯ РОЗВИТКОМ
Університет автора: 
Відкритий міжнародний університет розвитку людини «Україна», Київ
Литература: 
  1. Hoang Van Z., Paramonov A. A. A way to improve the noise immunity of radio communication lines under conditions of destructive influence of intentional interference. Journal of radio electronics, 2023. doi: 10.30898/1684-1719.2023.10.11.
  2. Hidawi K.,Tornaghi O., Carminati B., Ferrari E. RF-WAVEGUARD: Enhancing UAV Security Against Signal Jamming Attacks through Radio Frequency Watermarking, 2024. doi: 10.1145/3643650.3658612.
  3. Hu Lan, Shao Yanchun, Qian, Du Feng, Li Jinxi, Lin Yan, Wang Zhou Meta-Reinforcement Learning in Time-Varying UAV Communications: Adaptive Anti-Jamming Channel Selection. Radioengineering, 2024. doi: 10.13164/re.2024.0417
  4. Basan E. Technology for Creation of False Information Fields for UAV Protection, 2022. doi: 10.1007/978-981-19-0095-2_72.
  5. Shen Aijia, Luo Junsong, Ning Jin, Li Yilian ,Wang Zi-ying, Duo Bin Safeguarding UAV Networks against Active Eavesdropping: An Elevation Angle-Distance Trade-Off for Secrecy Enhancement. Drones, 2023, № 7, P. 1–18. doi: 10.3390/drones7020109.
  6. Електронний ресурс. URL: https://uk.wikipedia.org/wiki Безпілотний_літальний_апарат.
  7. Науменко, А. В., Шуклін Г. В., Барабаш О. В Проблема інформаційного захисту командної телеметрії безпілотних літальних апаратів. Сучасний захист інформації, 2019. № 4. С. 40–44.
  8. Електронний ресурс. URL: https://duikt.edu.ua/ua/news-1-569-10141-zahist-radiokanalu-upravlinnya-bezpilotnih-litalnih-aparativ-%E2%80%93-aktualne-zavdannya-tehnichnogo-zahistu-informacii-sogodennya_kafedra-cistem-tehnichnogo-zahistu-informacii
  9. Котляров К. Г. Безпілотні літальні апарати: захист від перехоплення. Збірник авіаційні системи та комплекси. Авіоніка. Безпілотні літальні апарати. Кременчуцький льотний коледж Харківського національного університету внутрішніх справ, Кременчук, 2020.C. 35–37.
  10. Козаченко Д. Розробка концепції оптичного каналу захищеного зв'язку з квадрокоптерами в умовах активної  протидії, магістерська робота, Вінниця, 2021.
  11. Навроцький Д. О. Криптографічна система захисту радіоканалів БПЛА від несанкціонованого втручання. Ukrainian Scientific Journal of Information Security vol.20, Issue, 2014. № 3. С. 248–252.
  12. Електронний ресурс. URL: https://sprotyvg7.com.ua/lesson/radioelektronna-protidii-bezpilotnim-litalnim-aparatam-lancet.
  13. Лісовський П. М., Лісовська Ю. П., Шкітов А. А. Захист мирного неба України: воєнна криптосистема: навч. посіб. Київ, Видавництво Ліра, 2023. 164 c.
References: 
  1. Hoang, Van Z., Paramonov, A. A. (2023). A way to improve the noise immunity of radio communication lines under conditions of destructive influence of intentional interference. Journal of radio electronics. doi: 10.30898/1684-1719.2023.10.11.
  2. Hidawi, K., Tornaghi, O., Carminati, B., Ferrari, E. (2024). RF-WAVEGUARD: Enhancing UAV Security Against Signal Jamming Attacks through Radio Frequency Watermarking. doi: 10.1145/3643650.3658612.
  3. Hu, Lan, Shao, Yanchun, Qian, Du Feng, Li, Jinxi, Lin, Yan, Wang, Zhou. (2024). Meta-Reinforcement Learning in Time-Varying UAV Communications: Adaptive Anti-Jamming Channel Selection. Radioengineering. doi: 10.13164/re.2024.0417
  4. Basan, E. (2022). Technology for Creation of False Information Fields for UAV Protection. doi: 10.1007/978-981-19-0095-2_72.
  5. Shen, Aijia, Luo, Junsong, Ning, Jin, Li, Yilian, Wang, Zi-ying, Duo, Bin. (2023). Safeguarding UAV Networks
    against Active Eavesdropping: An Elevation Angle-Distance Trade-Off for Secrecy Enhancement. Drones, 7, 1–18.
    doi: 10.3390/drones7020109.
  6. Electronic resource. URL: https://uk.wikipedia.org/wiki UAV.
  7. Naumenko, A. V., Shuklin, G. V., Barabash, O. V. (2019). The problem of information protection of command telemetry of unmanned aerial vehicles. Modern information protection, 4, 40–44.
  8. Electronic resource. URL: https://duikt.edu.ua/ua/news-1-569-10141-zahist-radiokanalu-upravlinnya-bezpilotnih-litalnih-aparativ-%E2%80%93-aktualne-zavdannya-tehnichnogo-zahistu -informacii-sogodennya_kafedra-cistem-tehnichnogo-zahistu-informacii.
  9. Kotlyarov, K. G. (2020). Unmanned aerial vehicles: protection against interception. Collection of aviation systems and complexes. Avionics. Unmanned aerial vehicles, 35–37.
  10. Kozachenko, D. (2021). Development of the concept of an optical channel of protected communication with quadcopters in conditions of active countermeasures. MSc thesis.
  11. Navrotsky, D. O. (2014). Cryptographic system for protecting UAV radio channels from unauthorized interference. Ukrainian Scientific Journal of Information Security, 20, 3, 248–252.
  12. Electronic resource. URL: https://sprotyvg7.com.ua/lesson/radiolektronna-protidii-bezpilotnim-litalnim-aparatam-lancet.
  13. Lisovsky, P. M., Lisovska, Yu. P., Shkitov, A. A. (2023). L63 Protection of the peaceful sky of Ukraine: military cryptosystem: training. manual Kyiv, Lira Publishing House, 64.