Detección y mitigación de ataques de suplantación de GNSS en entornos marítimos mediante un algoritmo genético
Autores: Singh, Saravjeet; Singh, Jaiteg; Singh, Sukhjit; Goyal, S. B.; Raboaca, Maria Simona; Verma, Chaman; Suciu, George
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Detección y mitigación de ataques de suplantación de GNSS en entornos marítimos mediante un algoritmo genético
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Confianza
Seguridad
Ataques de suplantación
Entorno marítimo
Técnica de detección
Validación de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la alta dependencia de las actividades diarias en el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), su seguridad es una de las principales preocupaciones para la investigación y la industria. La mayoría de los servicios de navegación y ubicación basados en la movilidad utilizan el GNSS para ofrecer servicios. Debido a la baja potencia y fácil acceso de las señales del GNSS, estas señales son vulnerables a la suplantación y otros tipos de ataques. Recientemente, se han identificado muchos ataques de suplantación de GNSS en entornos terrestres y marítimos. Este estudio proporciona una técnica para detectar y contrarrestar el ataque de suplantación de GNSS en el entorno marítimo. Esta técnica utiliza el modelo de Monitoreo Autónomo de Integridad del Receptor (RAIM) con Estimación de Mínimos Cuadrados (LSE) y Control Proporcional Integral Derivativo (PID) para detectar el ataque de suplantación. La técnica propuesta se basa en el concepto de un algoritmo genético y dispositivos de navegación, como sensores inerciales y opciones de piloto para el barco. Se proporciona un estudio de caso utilizando el conjunto de datos AIS y simulación utilizando MATLAB y NS3 para validar el rendimiento del enfoque propuesto. Se consideraron nueve viajes diferentes del conjunto de datos AIS para verificar la precisión y el rendimiento del algoritmo propuesto. La precisión de la técnica propuesta se analizó utilizando el ataque identificado correctamente. El resultado muestra que la técnica propuesta identifica los ataques de suplantación con un valor promedio del 90 por ciento. Para el análisis de resultados, se recorrieron múltiples veces las nueve rutas consideradas. Se utiliza el error cuadrático medio para calcular el desajuste posicional (tasa de error). Basándose en el análisis de resultados combinados, el valor promedio de RMSE es de 0.28. En el mejor de los casos, el enfoque propuesto proporciona un valor de RMSE de 0.009.
Descripción
Debido a la alta dependencia de las actividades diarias en el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), su seguridad es una de las principales preocupaciones para la investigación y la industria. La mayoría de los servicios de navegación y ubicación basados en la movilidad utilizan el GNSS para ofrecer servicios. Debido a la baja potencia y fácil acceso de las señales del GNSS, estas señales son vulnerables a la suplantación y otros tipos de ataques. Recientemente, se han identificado muchos ataques de suplantación de GNSS en entornos terrestres y marítimos. Este estudio proporciona una técnica para detectar y contrarrestar el ataque de suplantación de GNSS en el entorno marítimo. Esta técnica utiliza el modelo de Monitoreo Autónomo de Integridad del Receptor (RAIM) con Estimación de Mínimos Cuadrados (LSE) y Control Proporcional Integral Derivativo (PID) para detectar el ataque de suplantación. La técnica propuesta se basa en el concepto de un algoritmo genético y dispositivos de navegación, como sensores inerciales y opciones de piloto para el barco. Se proporciona un estudio de caso utilizando el conjunto de datos AIS y simulación utilizando MATLAB y NS3 para validar el rendimiento del enfoque propuesto. Se consideraron nueve viajes diferentes del conjunto de datos AIS para verificar la precisión y el rendimiento del algoritmo propuesto. La precisión de la técnica propuesta se analizó utilizando el ataque identificado correctamente. El resultado muestra que la técnica propuesta identifica los ataques de suplantación con un valor promedio del 90 por ciento. Para el análisis de resultados, se recorrieron múltiples veces las nueve rutas consideradas. Se utiliza el error cuadrático medio para calcular el desajuste posicional (tasa de error). Basándose en el análisis de resultados combinados, el valor promedio de RMSE es de 0.28. En el mejor de los casos, el enfoque propuesto proporciona un valor de RMSE de 0.009.