ابداع فناوری دفاع از پهپادها در برابر حملات سایبری در حین پرواز

به گزارش پایداری ملی به نقل از ایسنا، پهپادی که توسط هکرها تصرف می‌شود، می‌تواند از یک ابزار پروازی کارآمد به یک ماشین خطرناک تبدیل شود. هنگامی که تحت کنترل افراد شرور قرار می‌گیرد، ممکن است به طور غیرقابل پیش‌بینی پرواز کند، سرعت آن کم شود، جهت آن معکوس شود یا حتی سقوط کند. وقتی این اتفاق رخ می‌دهد، ماموریت پهپاد، چه تحویل بسته باشد، چه بازرسی یک پل یا نقشه‌برداری از زمین‌های کشاورزی، به طور کامل از دست می‌رود.

با گسترش استفاده از پهپاد در صنایع مختلف، نادیده گرفتن خطر چنین حملاتی دشوارتر می‌شود.

محققان دانشگاه بین‌المللی فلوریدا(FIU) برای پرداختن به این موضوع، سامانه جدیدی به نام «SHIELD» را توسعه داده‌اند که به پهپادها اجازه می‌دهد حملات سایبری را در حین پرواز شناسایی و بازیابی کنند.

این فناوری در زمانی که تنظیم‌کننده‌ها و شرکت‌ها در حال آماده شدن برای قرار دادن پهپادهای بیشتر در آسمان هستند، یک لایه ایمنی حیاتی اضافه می‌کند.

برخلاف روش‌های دفاعی موجود که عمدتاً به حسگرها متکی هستند، «SHIELD» کل سامانه کنترل پهپاد را رصد می‌کند. این سامانه نه تنها در نرم‌افزار، بلکه در سخت‌افزار زیربنایی نیز به دنبال نشانه‌های فعالیت مخرب می‌گردد و هنگامی که چیزی غیرمعمول را تشخیص می‌دهد، نوع حمله را شناسایی و یک برنامه واکنش طراحی شده برای بازیابی عملکرد عادی را آغاز می‌کند.

محمد عاشیقور رحمان(Mohammad Ashiqur Rahman)، محقق ارشد و دانشیار دانشکده علوم کامپیوتر و اطلاعات بنیاد نایت دانشگاه فلوریدا گفت: یک پهپاد، بدون مکانیسم‌های بازیابی قوی نمی‌تواند ماموریت خود را تحت حملات تکمیل کند، زیرا حتی اگر امکان تشخیص حملات وجود داشته باشد، ماموریت اغلب به عنوان یک حرکت ایمن در برابر شکست خاتمه می‌یابد.

وی افزود: آنچه در مورد چارچوب ما مهم است، این است که به سامانه کمک می‌کند تا بازیابی شود، بنابراین ماموریت می‌تواند تکمیل شود.

چرا دفاع حسگری ناکارآمد است

دفاع از پهپادهای سنتی بر حسگرهای ناوبری تمرکز دارد که از برخورد جلوگیری می‌کنند و مسیرهای پرواز را هدایت می‌کنند، اما این حسگرها را می‌توان دستکاری کرد. در یک حمله رایج که به عنوان «جعل GPS» شناخته می‌شود، هکرها داده‌های مکانی نادرستی را ارسال می‌کنند که یک پهپاد را فریب می‌دهد تا از مسیر معین خود خارج شود.

نفوذهای پیشرفته‌تر، حسگرها را به طور کامل دور می‌زنند و سامانه‌های داخلی پهپاد را از طریق بدافزار هدف قرار می‌دهند.

منیبه آصف(Muneeba Asif)، دانشجوی دکترا در گروه تحقیقاتی رحمان و از نویسندگان این مطالعه گفت: به همین دلیل است که یک سامانه تشخیص و بازیابی که فقط حسگرها را در نظر می‌گیرد، تصویر بزرگتر را از دست می‌دهد. این سامانه نسبت به حملات دیگری که در سراسر سامانه و در سطوح مختلف رخ می‌دهند، بی‌توجه خواهد بود.

فناوری «SHIELD» با ردیابی اجزای فیزیکی پهپاد، عمیق‌تر عمل می‌کند. نوسانات سطح باتری یا پردازنده بیش از حد کار کرده می‌تواند نشان دهد که حمله‌ای در حال انجام است. سامانه با مشاهده این علائم در لحظه می‌تواند حملات را قبل از ایجاد خسارت شناسایی کند.

این تیم از مدل‌های یادگیری ماشینی برای آموزش «SHIELD» به منظور تشخیص الگوهای مختلف حمله استفاده کرد. این سامانه در یک آزمایش، حملات سایبری را به طور متوسط ​​ظرف ۰.۲۱ ثانیه تشخیص داد و در ۰.۳۶ ثانیه شروع به بازیابی کرد.

محققان رویکرد خود را با نحوه تشخیص بیماران توسط پزشکان مقایسه کردند. مانند داده‌های حسگر، یک علامت واحد همیشه نشان نمی‌دهد که چه مشکلی وجود دارد، اما شواهد فیزیکی عمیق‌تر اغلب این کار را انجام می‌دهند.

به طور مشابه، هر حمله‌ای امضای متمایزی از خود به جا می‌گذارد که نیاز به برنامه درمانی خاص خود دارد.

تأمین آینده پرواز پهپادها

نیاز به چنین فناوری به سرعت در حال افزایش است. اداره هوانوردی فدرال آمریکا پیشنهاد گسترش استفاده از پهپادها را در صنایع مختلف، از تحویل کالا گرفته تا کشاورزی و واکنش به بلایای طبیعی ارائه داده است.

با توجه به اینکه انتظار می‌رود پهپادهای بیشتری در محیط‌های حساس فعالیت کنند، نقض‌های امنیتی می‌تواند عواقب گسترده‌تری داشته باشد.

رحمان می‌گوید: پهپادهای قابل اعتماد و ایمن، کلید پیشرفت‌های آینده هستند. امیدواریم این کار بتواند نقشی در پیشبرد صنعت ایفا کند.

سامانه «SHIELD» ابداعی محققان دانشگاه فلوریدا با فراهم کردن امکان شناسایی، واکنش و بازیابی در حین پرواز برای پهپادها می‌تواند گامی بزرگ به سوی آسمان‌های امن‌تر باشد.

این تیم یافته‌های خود را در کنفرانس بین‌المللی IEEE/IFIP در مورد سامانه‌ها و شبکه‌های قابل اعتماد در یک رویداد پیشرو در زمینه تحقیقات امنیت سایبری ارائه کرد.