Противодействие несанкционированным полетам беспилотных летательных аппаратов

DOI:

Развитие беспроводных технологий сформировало значительный кластер устройств как повышающих качество жизни, так и приносящие разнообразные трудности, связанные с контролем этих устройств неизвестными лицами или организациями с целью получения какой-либо своей или сторонней выгоды. К таким негативным воплощениям беспроводных технологий можно отнести беспроводные средства негласного съема аудио-,

видеоинформации, набирающие впечатляющие обороты беспроводные летательные аппараты – коптеры, планеры и т. д. Летательные аппараты представляют собой объекты как участвующие в негласном съеме информации, так и могущие использоваться злоумышленниками для доставки определенных грузов, веществ, незаконный оборот которых преследуется законодательством России. Помимо бытовых трудностей, вызванных приме- нением беспилотных летательных аппаратов (БЛА), из средств массовой информации известны случаи использование их террористами в Сирии против гражданского населения, а также против правительственных сил (БЛА, начиненные взрыво- и огнеопасными веществами).

Противодействие новым современным угрозам информационной безопасности является важной и актуальной задачей.

Из литературы известен основной способ противодействия беспроводным несанкционированным каналам – постановка помехи в диапазоне частот, где сосредоточена передача информации.

Однако постановка энергетической помехи приводит к блокированию и соседних каналов передачи данных, такая зависимость актуальна и для прицельных и для заградительных помех. При подавлении одного канала из 14 (как, например, в WIFI) передача данных по легитимным соседним каналам становится затруднительной.

Увеличение мощности шумы (или помехи) имеет значительный эффект обычно для случая узкополосных каналов передачи, обработки данных и информации.

Сигнал называется узкополосным, если ширина его спектра значительно меньше сред- ней частоты Δf << fср , где fср – средняя частота полосы сигнала.

Стремление повысить скорость передачи информации при высокой помехоустойчивость связи с многолучевым распространением радиоволн путем разделения лучей и работой многих абонентов в общей полосе частот, а также создание систем связи с повышенной скрытностью.

Реализация заявленных целевых показателей средств связи возможна при использовании широкополосными сигналов (ШПС) – сигналов у которых произведения активной ширины спектра F на длительность T много больше единицы. Это произведение называется базой сигнала B . Применительно к ШПС выполняется следующее соотношение B = FT >> 1.

Широкополосными сигналами часто называют сигналы сложные, значительно отличающиеся от простых гармонических сигналов. В отличие от гармонических сигналов, имея малую длительность, такие сигналы являются импульсными со спектром неограниченной протяженности. Измерение спектра является сложной задачей, требующей значительных усилий. Для сужения задачи рассмотрим существующие беспроводные радиотехнологии диапазона 2.4 ГГц. В таблице приводятся сравнительные характеристики беспроводных технологий 2.4 ГГц.

Беспроводные технологии

Примечание. * – 2.4–2.483,5 ГГц – это ISM-диапазон.

Б.А. Швырев, Д.В. Погорелов, М.В. Бердник . Противодействие несанкционированным полетам

Из таблицы видно, что доступные беспроводные технологии имеют фазовую манипуляцию с различными параметрами, при этом используются передатчики не более 100 мВт. Ограниченный набор методов шифрования, используемый для организации передачи данных, не обладает высокой стойкостью и может быть перехвачен и прочитан.

Рассмотрим способ противодействия несанкционированной передаче данных на открытом канале.

Одними из самых распространенных передатчиков для управления БЛА являются nRF24L01+ и их аналоги за счет низкой стоимости, простоты разработки и высокой помехоустойчивости передачи данных, реализуемой на них.

При использовании полудуплексного трансивера nRF24L01+, в отличие от esp8266, Nrf52832 и их аналогов, невозможно обнаружить факт передачи данных без применения комплекса радиомониторинга и анализа сигналов или анализаторов спектра радиочастотного диапазона. Данный факт позволяет реализовывать на nRF24L01+ скрытый канал передачи данных. Также из сравнительной таблицы видно, что nRF24L01+ может функционировать на каналах 84–125 вне частотного диапазона стандарта ISM.

Для обнаружения сигнала в заданном диапазоне с заранее известными/неизвестны-ми характеристиками используется SDR-приемник, который в реальном времени сканирует эфир и детектирует передачу сигнала, выделяет несущую частоту и демодулирует сигнал, после чего передает его в программу, которая обрабатывает. Это программное обеспечение для обработки принятого демо-дулированного сигнала обнаруживает полезные данные по преамбуле, после чего выделяет пакет из общего потока данных.

Подавление несанкционированного канала осуществляется в зависимости от вида используемого сигнала. Таким образом, предлагаемое решение позволяет подавлять одно или несколько нелегитимных устройств или, напротив, подавлять все устройства, не подходящие по заданным параметрам, то есть по- давлять все устройства, кроме легитимных, оставляя возможность функционирования для полезного оборудования.