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... | @@ -3,7 +3,7 @@ | ... | @@ -3,7 +3,7 @@ |
3 | 연구 목적: 본 연구는 UAV의 운행과정에서 발생 할 수 있는 GPS-Spoofing 공격을 시연해보고 이에 대응 할 수 있는 AGSM을 제작 하고자 합니다. | 3 | 연구 목적: 본 연구는 UAV의 운행과정에서 발생 할 수 있는 GPS-Spoofing 공격을 시연해보고 이에 대응 할 수 있는 AGSM을 제작 하고자 합니다. |
4 | 4 | ||
5 | 5 | ||
6 | -# px4 toolchain install | 6 | +# px4 toolchain install (Ubuntu 16.04) |
7 | 7 | ||
8 | 참고 사이트:https://docs.px4.io/master/en/dev_setup/dev_env.html | 8 | 참고 사이트:https://docs.px4.io/master/en/dev_setup/dev_env.html |
9 | ``` | 9 | ``` |
... | @@ -24,8 +24,140 @@ $ ./QGroundControl.AppImage | ... | @@ -24,8 +24,140 @@ $ ./QGroundControl.AppImage |
24 | ``` | 24 | ``` |
25 | 25 | ||
26 | # GPS-SPoofing 구현 | 26 | # GPS-SPoofing 구현 |
27 | + | ||
28 | +1. Gps Spoofing : 인공 위성보다 더 강한 신호를 전달하여 위성 신호의 정보를 누락 시키고 외부의 신호를 인식하여 기존의 정보를 변형 | ||
29 | +2. FakeGps :기존의 위치 정보와는 다른 가상 위치 정보를 생성 | ||
30 | +3. FakeGps는 새로운 가상 정보를 생성할 뿐 드론의 헤딩 정보를 변경하지 않음 | ||
31 | +4. 단순히 FakeGps만을 실행 할 경우 기존의 정보를 따라감 | ||
32 | +5. failure gps off를 통해 기존 정보를 누락시켜 가상 정보로 헤딩 할 수 있도록 진행함 | ||
33 | +6. Failure과 FakeGps를 통해 Gps Spoofing 상황을 구상 | ||
34 | + | ||
27 | ``` | 35 | ``` |
28 | pxh> param set SYS_FAILURE_EN 1 // injection on | 36 | pxh> param set SYS_FAILURE_EN 1 // injection on |
29 | pxh> fake_gps start // fake_gps on -> make gps2_raw parameter | 37 | pxh> fake_gps start // fake_gps on -> make gps2_raw parameter |
30 | pxh> failure gps off // GPS_RAW_INT off | 38 | pxh> failure gps off // GPS_RAW_INT off |
31 | -``` | ||
... | \ No newline at end of file | ... | \ No newline at end of file |
39 | +``` | ||
40 | + | ||
41 | +# GPS-Spoofing Demo image (영상은 발표자료 참고) | ||
42 | + | ||
43 | +![GPS-Spoofing](/uploads/3a686c20d33071d578fd4689515f5f87/GPS-Spoofing.png) | ||
44 | + | ||
45 | + | ||
46 | +# AGSM 제작 이론 | ||
47 | + | ||
48 | + | ||
49 | +![기울기그림](/uploads/ae587ae1ba0872102fc9224d38d0c9da/기울기그림.png) | ||
50 | + | ||
51 | +1. 파란색의 두 점을 각각 waypoint1, waypoint2 라고 하였을 때, 두 waypoint를 통하여 기울기를 계산할 수 있다. | ||
52 | +2. 계산된 기울기를 통하여 그림과 같이 오차범위에 해당되는 기울기 2개를 추가로 생성한다. | ||
53 | +3. 3개의 기울기와 waypoints를 이용하여 회색 영역과 같은 드론의 유효 범위를 지정한다. 만약 드론이 유효 범위 밖에서 지속적으로 머물러 | ||
54 | + 있다면 경고메세지를 출력한다. | ||
55 | + | ||
56 | + | ||
57 | +# 두 waypoint의 위치 정보를 통한 기울기 생성 구현 | ||
58 | +``` | ||
59 | + | ||
60 | +void EKF2::calculate_inclination_target() | ||
61 | +{ | ||
62 | + double x,y; // latitude increment, longitude increment | ||
63 | + inclination=new double[int(mission.count)]; // dynamic allocation by waypoints for inclinations | ||
64 | + for (int i = 0; i < int(mission.count)-1; i++) { | ||
65 | + struct mission_item_s mission_item {}; // struct for current mission | ||
66 | + struct mission_item_s next_mission_item {}; // struct for next mission | ||
67 | + dm_read((dm_item_t)mission.dataman_id, i, &mission_item, sizeof(mission_item_s)); // get current mission info | ||
68 | + dm_read((dm_item_t)mission.dataman_id, i+1, &next_mission_item, sizeof(mission_item_s)); // get next mission info | ||
69 | + x=next_mission_item.lat-mission_item.lat; | ||
70 | + y=next_mission_item.lon-mission_item.lon; | ||
71 | + std::cout.setf(std::ios::fixed); | ||
72 | + std::cout.precision(7); | ||
73 | + if(x!=0.0){ | ||
74 | + inclination[i]=y/x; | ||
75 | + } | ||
76 | + else | ||
77 | + { | ||
78 | + inclination[i]=0.0; | ||
79 | + } | ||
80 | + } | ||
81 | +} | ||
82 | + | ||
83 | +``` | ||
84 | + | ||
85 | + | ||
86 | +# 드론의 mission waypoint(출발지) 위치 저장 코드 | ||
87 | +``` | ||
88 | + | ||
89 | +void EKF2::set_target_gps() | ||
90 | +{ | ||
91 | + std::cout.unsetf(std::ios::fixed); | ||
92 | + for (size_t i = 0; i < mission.count; i++) { | ||
93 | + struct mission_item_s mission_item {}; // struct for current mission | ||
94 | + if(int(mission.current_seq)==int(i)){ // get waypoint info which is same as current sequence | ||
95 | + dm_read((dm_item_t)mission.dataman_id, i, &mission_item, sizeof(mission_item_s)); | ||
96 | + target_lat=int32_t(mission_item.lat * long(pow(10,7))); // change number of digits lat degrees 10e-7 | ||
97 | + target_lon=int32_t(mission_item.lon * long(pow(10,7))); // change number of digits lon degrees 10e-7 | ||
98 | + target_alt=int32_t(mission_item.altitude * long(pow(10,4))); // change number of digits lon degrees 10e-4 | ||
99 | + } | ||
100 | + } | ||
101 | + | ||
102 | +} | ||
103 | +``` | ||
104 | + | ||
105 | + | ||
106 | +# 현재 드론의 위치와 mission waypoint 사이의 기울기 생성 코드 | ||
107 | +``` | ||
108 | + | ||
109 | +double EKF2::calculate_inclination_current(gps_message gps_msg) // gps_msg contains current gps info | ||
110 | +{ | ||
111 | + double x,y; // latitude increment, longitude increment | ||
112 | + double check_inclination=0; // current inclination initialized zero | ||
113 | + x=target_lat-gps_msg.lat; | ||
114 | + y=target_lon-gps_msg.lon; | ||
115 | + if(x!=0.0){ | ||
116 | + check_inclination=y/x; | ||
117 | + } | ||
118 | + std::cout.setf(std::ios::fixed); | ||
119 | + std::cout.precision(7); | ||
120 | + return check_inclination; // calculated inclination | ||
121 | +} | ||
122 | + | ||
123 | +``` | ||
124 | + | ||
125 | +# 목적지간 기울기와 현재 비행 중 기울기 비교 | ||
126 | +``` | ||
127 | + | ||
128 | +void EKF2::check_inclination(double check) // get current inclination from calculate_inclination_current | ||
129 | +{ | ||
130 | + double origin=inclination[int(mission.current_seq)-1]; // inclination between current mission's starting point and end point | ||
131 | + std:: cout << "(origin : "<<origin<<" | check : "<<check<<")"; | ||
132 | + if(origin-1<=check && check <= origin+1) // compare two inclination | ||
133 | + { | ||
134 | + std::cout<<"\t--- Good moving"<<std::endl; // subtracting isn't over 1 then good flight | ||
135 | + warning_count=0; // reset warning count 0 | ||
136 | + } | ||
137 | + else | ||
138 | + { | ||
139 | + std::cout<<"\t--- Bad moving"<<std::endl; // subtracting is over 1 then bad flight | ||
140 | + warning_count++; // increasing warning count | ||
141 | + } | ||
142 | +} | ||
143 | + | ||
144 | +``` | ||
145 | + | ||
146 | +# AGSM을 이용한 GPS-SPoofing 탐지 (영상은 발표자료 참고) | ||
147 | + | ||
148 | +![AGSM](/uploads/31223259dd1646173809a2a0e9a98094/AGSM.png) | ||
149 | + | ||
150 | + | ||
151 | +# Reference | ||
152 | +[1] QGroundControl User Guide, Dronecode, 2021.04.26. 접속,https://docs.qgroundcontrol.com/master/en/index.html | ||
153 | + | ||
154 | +[2] PX4 Autopilot User Guide Introduction, PX4 Autopilot 2021.06.14. 접속, https://docs.px4.io/master/en/ | ||
155 | + | ||
156 | +[3] 조승민, “드론 보안에 적용된 암호기술 현황”, 정보보호학회지 vol.30-2, 2020.4 | ||
157 | + | ||
158 | +[4] A. Koubâa, "Micro Air Vehicle Link (MAVlink) in a Nutshell: A Survey," in IEEE Access, vol. 7, pp. 87658-87680, 2019 | ||
159 | + | ||
160 | +[5] 류해원, 최성한, 하일규, “드론 운용의 보안 위협과 대응 방안", 한국정보처리학회, 2018.10 | ||
161 | + | ||
162 | +[6] 서진범, “GPS 스니핑을 이용한 안티 드론 알고리즘”, 한국정보통신학회, pp. 63 –66, 2019.05.23 | ||
163 | + | ... | ... |
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