ANALYSIS OF THE POSSIBILITIES OF NON-SANCTIONED ACCESS TO THE AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ НЕСАНКИОНИРОВАННОГО ДОСТУПА К АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
Климов Кирилл Сергеевич
аспирант, Российский технологический университет МИРЭА,
РФ, г. Москва
ANALYSIS OF THE POSSIBILITIES OF NON-SANCTIONED ACCESS TO THE AUTOMATIC IDENTIFICATION SYSTEM
Kirill Klimov
Postgraduate student, Russian Technological University MIREA,
Russia, Moscow
АННОТАЦИЯ
Сигнал автоматической идентификационной системы (АИС)[1] является носителем информации, где сообщение кодируется и модулируется (частотная модуляция) для передачи в эфире.
При обычном подходе демодуляции/декодирования сигналов получаются текстовые сообщения, из которых ложное, передаваемое ложным сигналом (ЛС), практически невозможно отличить от реального, передаваемое реальным сигналом АИС.
Целью статьи является анализ возможностей несанкционированного доступа к АИС.
ABSTRACT
Automatic Identification System (AIS) signal [1] is a carrier of information, where the message is encoded and modulated (frequency modulation) for transmission over the air.
The usual approach of signal demodulation/decoding produces text messages, of which the false, transmitted by false signal (FS) is almost impossible to distinguish from the real, transmitted by the real AIS signal.
The purpose of the article is to analyze the possibilities of unauthorized access to AIS.
Ключевые слова: информационно-техническое воздействие, АИС, сигнал, ложный сигнал.
Keywords: information-technical impact, AIS, signal, false signal.
1. Введение.
Информационно-технические воздействия (ИТВ) на радиоэлектронные средства (РЭС), являются одним наиболее эффективных методов радиоэлектронного противоборства, предусматривают создание преднамеренных помех, маскирующих и подавляющих полезные сигналы или же несущих дезинформацию. ИТВ на АИС может обеспечить НСД путем формирования ложных сигналов (ЛС) АИС, содержащих искаженную информацию, может привести к навигационным происшествиям и неоправданным расходам ресурсов судов.
Целью доклада является исследование сигналов АИС как объектов ИТВ.
2. Описание АИС
Оборудование АИС работает в УКВ-диапазоне, имея зону охвата порядка тридцати морских миль. В этой зоне суда могут обмениваться информацией, выстраивая на судовых дисплеях полноценную картину навигационной обстановки заданного района. Глобальная навигационная спутниковая система обеспечивает оборудование АИС необходимыми данными, синхронизирует работу все систем, находящихся в заданном районе.
Устройства АИС делятся на 2 класса А и Б. Полнофункциональная система класса А должна соответствовать всем резолюциям, рекомендациям и стандартам международной морской организации. АИС класса Б может не иметь собственного дисплея и клавиатуры, и подключаться к какому-либо навигационному оборудованию. Для позиционирования судна в АИС класса Б применяется встроенный приемник ГНСС.
Использование оборудования АИС, в соответствии с регламентом международной конвенции по охране человеческой жизни на море (SOLAS, International Convention for the Safety of Life at Sea), обязательно для всех судов валовой вместимостью свыше трехсот регистровых тонн (равна 2,83 м3 или 100 англ. куб. футам), совершающих международные рейсы, а также для всех без исключения пассажирских судов и судов валовой вместимостью более пятисот регистровых тонн, применение на борту АИС класса А. Для всех остальных судов используется класс Б[2].
3. Описание структуры сигналов АИС
Процедуры обмена информацией по каналу АИС регламентированы в Рекомендациях ITU-R M.1371.
Излучение сигналов производится на двух частотах: 161,975 МГц и 162,625 МГц пакетами со скоростью 9600 бит/с Сообщения передаются с использованием частотной модуляции с Гауссовской минимизацией сдвига (GMSK – Frequency Modulation/Gaussian Minimum Shift Keying) и кода ASCII. В каждом частотном канале применяется временное разделение передаваемых сообщений в кадре сигнала. Длительность кадра 60 с, кадр делится на 2250 слотов (временных окон). Длительность слота – 26,67 мс, пакет передаваемой информации в слоте содержит 256 бит. В конце каждого слота имеется буферная зона из 12 бит, обеспечивающая автоматический прием сообщений, задержанных во времени (Рисунок 1-4)[3].
Рисунок 1. Спектр сигнала АИС
Рисунок 2. Пакет с сообщением АИС
Рисунок 3. Сигналы АИС в координатах амплитуда/время и частота/ время
Рисунок 4. Организация множественного доступа с временным разделением каналов
После демодуляции и декодирования сообщение АИС имеет вид:
Lat; Lon; MMSI; Speed; Course; Name; Time; Accuracy; Code
34.2669333333333;-120.091348333333;636091237; 19.5; 286; ;2016-05-07 07:39:33;1;19NWsI@033oJ@w<CVq8;;8u404rL
4. Анализ возможности НСД к АИС (имитации сигналов АИС).
Анализ структуры сигналов АИС показывает, что известны частоты работы каналов АИС, сигнально-кодовая структура сообщений АИС и формат сообщений различных типов.
Таким образом, технически возможно формирование ложного сообщения АИС с последующим кодированием, модуляцией и передачей его в эфир на частотах АИС.
Формирование ложных сигналов АИС возможно различными методами, в том числе с использованием доработанных терминалов АИС.
В приведенном примере сообщения возможна замена элементов ложными, например, идентификатора (MMSI) 636091237 на другой, а также навигационных параметров (Lat; Lon; Speed; Course), формирование ложного сообщения и передача ложного сигнала, который будет приниматься терминалами АИС участников судоходства и отображаться на мониторах в виде ложной цели (Рисунок 5).
Рисунок 5. Пример создания ложной цели
Аналогичные процедуры можно произвести с сообщениями других типов (метеоинформация, сигналы бедствий и др.)
5. Возможные результаты ИТВ на АИС
В протоколе АИС отсутствует шифрование и аутентификация, позволяющие подтвердить личность передающего. Поэтому могут быть сформированы ложные сообщения АИС и переданы на известных частотах с использованием незарегистрированных терминалов АИС. Ложные сообщения будут приняты абонентами АИС (суда, береговые станции, летательные аппараты и др.) как реальные, а их данные будут отображаться на мониторах терминалов АИС потребителей.
Таким образом, путем ИТВ (киберугроз) на АИС возможен НСД к данной системе, что может привести к нарушению навигационной безопасности как отдельных судов, так и в целом судоходства в определенном районе, изменению трафика грузовых и пассажирских перевозок, неоправданным использованием судов и сил аварийно-спасательных служб по ложным аварийным тревогам, излишним расходом ресурсов судов при получении ложной метеоинформации и др.
ИТВ на АИС могут создать следующие негативные ситуации:
– изменение навигационных данных судна (координаты, курс, скорость, наименование и др.), а также исключение судна из трафика (виртуальное «отключение» АИС);
– создание ложных целей (судов), которые могут активировать ложные предупреждения на других судах о столкновениях и привести к неоправданным изменениям курсов судов с потенциальной возможностью навигационных происшествий;
- формирование ложной метеоинформации, влияющей на дальнейший трафик судоходства из-за возможного уклонения от штормовых районов;
- формирование ложных сигналов бедствия, в том числе с аварийных радиобуев;
- искусственное увеличение интенсивности передачи AIS-сообщений (DoS-атаки), что может привести может привести к сбоям в работе АИС.
6. Заключение
Ввиду применения в АИС открытого протокола передачи данных с излучением сигналов на известных международных частотах возможно применение информационно-технических воздействий на АИС (имитирующих помех или ложных сигналов АИС) и обеспечение НСД к АИС. Для формирования подобных ЛС необходимо знать сигнально-кодовую конструкцию (СКК) сигналов АИС для последующей их имитации.
ИТВ на АИС могут привести как к нарушению навигационной безопасности, так и неоправданным расходам ресурсов участников судоходства.
Борьба с ИТВ на АИС возможна путем выявления ложных сигналов АИС, что является предметом отдельного исследования.
Список литературы:
- IEC 62320-1:2009 Оборудование и системы морской навигации и радиосвязи. Автоматические системы идентификации (AIS).
- Резолюция ИМО MSC.43(64) «Руководство и критерии к системам судовых сообщений».
- Резолюция ИМО MSC.74(69) «Эксплуатационные требования к комбинированному судовому приёмному оборудованию системы ГЛОНАСС/GPS»