Neues System verhindert Manipulationen an der GPS-Verfolgung eines Fahrzeugs
Cybersicherheit und Funkangriffe entwickeln sich für die Automobilindustrie zunehmend zu einem Problem. Mit dem Aufkommen automatisierter Fahrzeuge sind Ortsbestimmungstechnologien zunehmend von Störungen und Manipulationen betroffen. Diese weit verbreiteten zunehmenden Bedrohungen können potenziell zu einem Ausfall der oder zu einer falschen Positionierung führen und damit beträchtliche Auswirkungen auf die bereitgestellten Dienstleistungen zur Folge haben. Systemstabilität wird benötigt Die zunehmende Verfügbarkeit und Nutzung kostengünstiger Funkstörgeräten macht es relativ einfach, das Signal des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) zu stören. Satellitenmanipulation oder das absichtliche Verzerren des GNSS-Signals, um falsche Positionierungsdaten zu verbreiten, stellt eine gleichermaßen ernste Bedrohung dar, die Navigationstechnologie anfällig für Ausfälle macht. Der Bedarf an stabilen Daten bezüglich Position, Navigation und Zeiterfassung von GNSS-Empfängern ist obligatorisch, um die Anfälligkeit gegenüber kostengünstigen Bedrohungen zu verringern. „Die Nutzung der neuesten softwaredefinierten Funktechnologien ist eine einfache und erschwingliche Möglichkeit, GNSS-Signale in Echtzeit zu verfälschen“, bemerkt Marie-Laure Mathieu, die Leiterin des von der EU finanzierten Projekts FOSTER ITS. Das oberste Ziel bestand darin, eine sichere GNSS-Lösung bereitzustellen – stabil gegen Angriffe auf GNSS-Signale sowie physische und logische Angriffe auf das Modul selbst. Mehrere „Sicherheitsschilde“ Im Rahmen des Projekts FOSTER ITS wurde eine neue Generation GNSS-Empfänger entwickelt, mit denen die Stabilität und das Vertrauen in von Satellitennavigationssystemen berechnete Positionierung, Navigation und Zeiterfassung erhöht werden sollen. Das neue Modul kann absichtliche Interferenzversuche, wie zum Beispiel Manipulation und Störung erfolgreich erkennen. „FOSTER ist die erste GNSS-Lösung mit integrierter spezieller Hardwaresicherheit für intelligente Transportsysteme“, bemerkt Frau Mathieu. Das Modul umfasst einen GNSS-Chipsatz mit mehreren Konstellationen (TESEO III von STMicroelectronics mit reduziertem Energieverbrauch), eine sichere Mikrocontroller-Einheit (Micro Controller Unit – MCU) und mehrere Bewegungssensoren in einem einzigen Gehäuse. Eine Reihe von Schnittstellen, wie zum Beispiel ein Controller-Area-Netzwerkbus, ermöglichen die Kommunikation zwischen MCUs und Geräten. Erhöhte Stabilität gegenüber GNSS-Manipulationen wird durch eine Reihe von Gegenmaßnahmen sichergestellt. Verschlüsselungs- und digitale Signaturpläne überprüfen darüber hinaus die Authentizität und Integrität der bereitgestellten Informationen. Falls Satellitensignale als nicht vertrauenswürdig identifiziert werden, nutzt das GNSS-Empfangsmodul Algorithmen zur Koppelnavigation, um die exakte Position aus zahlreichen Sensoren, wie zum Beispiel 6-Achsen-Beschleunigungsmesser und Gyroskopen, zu berechnen. Integration mit solchen externen Inertialsensoren bildet eine Barriere gegen vorsätzliche Angriffe und erhöht so die Stabilität des Navigationssystems. Das Modul stellt eine sichere Lösung für kritische Anwendungen mit Positionierung, Navigation und Zeiterfassung in ITS dar, zum Beispiel Straßennutzungsgebühren, intelligentes Parken, Systeme mit Abrechnung nach Fahrleistung oder Flottenverfolgung. Dies ist insbesondere für die neuen intelligenten Fahrtenschreiber relevant, die GNSS als einen zweiten Bewegungssensor nutzen werden, wie von der EU-Verordnung vorgeschrieben. Durch Vorprüfungen und Typzulassungsprüfungen wurde sichergestellt, dass das Modul die EU-Richtlinie über elektromagnetische Verträglichkeit, EMV, die EU-Richtlinie über die Bereitstellung von Funkanlagen und die UN-Verordnung über Unfallnotrufsysteme, (Accident Emergency Call Systems – AECS) einhält. Die Lösung FOSTER ITS ist auch für andere Anwendungen relevant. Diese umfassen sicheres Geofencing, um zu verhindern, dass Drohnen unachtsam geflogen werden sowie kritische Infrastruktur, wie zum Beispiel Telekommunikations- und Computernetzwerke oder Energieerzeugung, die sich bei der Synchronisation ihrer Netzwerke und bei der Überwachung von Standorten auf GNSS-Zeiterfassungsempfänger stützen.
Schlüsselbegriffe
FOSTER-ITS, GNSS, Galileo, EGNOS, Position, Navigation und Zeiterfassung (PNT), Störung, Manipulation, Sicherheit, Mikrocontroller-Einheit (MCU), automatisiertes Fahrzeug, Controller Area Netzwerkbus, Beschleunigungsmesser, Gyroskope