一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，包括：從用戶設(shè)備測量接收的衛(wèi)星信號中提取衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量；在單星的偽衛(wèi)星攻擊時，基于衛(wèi)星軌跡預測，用戶設(shè)備預測當前衛(wèi)星的信號或位置特征參量；在星座的偽衛(wèi)星攻擊時，用戶設(shè)備向根據(jù)選星策略預測接入的衛(wèi)星，并進行衛(wèi)星信號或位置特征參量的預測，生成預測結(jié)果；用戶設(shè)備將預測結(jié)果與實測結(jié)果進行比對，差值大于設(shè)定閾值，則判定衛(wèi)星信號來自偽衛(wèi)星并發(fā)送至周邊用戶設(shè)備，進行多用戶聯(lián)合檢測，生成檢測結(jié)果；根據(jù)所述檢測結(jié)果用戶設(shè)備將偽衛(wèi)星加入黑名單

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法


[0001]本專利技術(shù)涉及移動通信網(wǎng)絡(luò)
，尤其涉及一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法
。

技術(shù)介紹

[0002]隨著技術(shù)的進步，移動網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成功為數(shù)十億用戶提供服務
。
利用衛(wèi)星直接為智能手機
、
物聯(lián)網(wǎng)終端等用戶設(shè)備提供服務為用戶提供了真正無處不在的連接，擴寬了運營商的服務范圍，降低了基礎(chǔ)設(shè)置的部署和運營成本，在全球范圍內(nèi)正在快速測試與部署
。
[0003]地面攻擊節(jié)點可以偽裝成真實衛(wèi)星，向用戶設(shè)備發(fā)送經(jīng)過偽裝的信號，以此欺騙和劫持用戶設(shè)備
。
此類攻擊會造成用戶的斷網(wǎng)停服，網(wǎng)絡(luò)劫持，信息泄露等危害
。
舉例來說，相關(guān)技術(shù)可知，當前的手機直連衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)采用了地面
4/5G
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧
。
其用戶容易遭受來自地面的偽衛(wèi)星攻擊
。
偽衛(wèi)星是指偽裝成真實衛(wèi)星的地面攻擊節(jié)點，其攻擊目標為阻斷衛(wèi)星用戶的服務
。
偽衛(wèi)星可以偽造和從
/
向受害者設(shè)備傳輸符合
3GPP
標準的信令信息
。
偽衛(wèi)星的攻擊步驟一般為，偽造衛(wèi)星的明文系統(tǒng)信息塊
(System Information Block
，
SIB)
信息和信號特征，吸引衛(wèi)星用戶接入，收到用戶接入請求后拒絕用戶的請求并使其無服務
。
[0004]偽衛(wèi)星攻擊有很強的隱蔽性
。
由于真實衛(wèi)星遠離地面攻擊結(jié)點，難以感知地面?zhèn)涡l(wèi)星信號，因此真實衛(wèi)星難以檢測地面?zhèn)涡l(wèi)星的存在
。
由于偽衛(wèi)星與真實衛(wèi)星在各層協(xié)議棧的一致性，偽衛(wèi)星可以通過信號特性偽造，使其針對某一用戶設(shè)備呈現(xiàn)出真實衛(wèi)星信號的結(jié)構(gòu)和物理參數(shù)特征，因此單個用戶設(shè)備對偽衛(wèi)星攻擊的檢測是困難且效率低下的
。
但是面對地理位置分布不同的眾多用戶設(shè)備，偽衛(wèi)星無法偽裝其信號以同時欺騙所有用戶設(shè)備
。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0005]本專利技術(shù)提供一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中衛(wèi)星無法檢測地面?zhèn)位敬嬖谝约皢蝹€用戶對偽基站攻擊的檢測和防御效率低下的問題，進而提高了用戶設(shè)備直連衛(wèi)星場景的安全性
。
[0006]本專利技術(shù)提供一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，包括：
[0007]從用戶設(shè)備測量接收的衛(wèi)星信號中提取當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量；
[0008]基于當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量，在單星的偽衛(wèi)星攻擊情況下，通過衛(wèi)星軌跡預測方法，所述用戶設(shè)備預測當前衛(wèi)星的信號或位置特征參量；
[0009]在星座的偽衛(wèi)星攻擊場景下，用戶設(shè)備向根據(jù)選星策略預測接入的衛(wèi)星，基于預測接入的衛(wèi)星進行衛(wèi)星信號或位置特征參量的預測，生成預測結(jié)果；
[0010]所述用戶設(shè)備將所述預測結(jié)果與實測結(jié)果進行比對，差值大于設(shè)定閾值，則判定衛(wèi)星信號來自偽衛(wèi)星，將偽衛(wèi)星信息發(fā)送至周邊用戶設(shè)備，進行多用戶聯(lián)合檢測，生成檢測結(jié)果；
[0011]根據(jù)所述檢測結(jié)果用戶設(shè)備將偽衛(wèi)星加入黑名單，在衛(wèi)星選擇時忽略黑名單內(nèi)偽衛(wèi)星，實現(xiàn)針對偽衛(wèi)星攻擊的多用戶聯(lián)合防御
。
[0012]根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，所述從用戶設(shè)備測量接收的衛(wèi)星信號中提取當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量，具體包括：
[0013]在用戶設(shè)備直連衛(wèi)星場景下，用戶設(shè)備利用多天線接收衛(wèi)星信號；
[0014]基于多天線接收的衛(wèi)星信號，用戶設(shè)備根據(jù)不同天線上的信號差異，提取接收信號反映的衛(wèi)星和用戶設(shè)備的相對位置特征參量
。
[0015]根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，基于當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量，在單星的偽衛(wèi)星攻擊情況下，通過衛(wèi)星軌跡預測方法，所述用戶設(shè)備預測當前衛(wèi)星的信號或位置特征參量，具體包括：
[0016]在單星的偽衛(wèi)星攻擊場景下，用戶設(shè)備獲取衛(wèi)星公開的軌道信息，軌道信息包括兩行根數(shù)
TLE
和衛(wèi)星星歷；
[0017]基于獲取的軌道信息，用戶設(shè)備預測衛(wèi)星的軌道位置和運動速度；
[0018]基于衛(wèi)星的軌道位置和運動速度，用戶設(shè)備預測該接入衛(wèi)星信號或位置特征參量
。
[0019]根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，所述在星座的偽衛(wèi)星攻擊場景下，用戶設(shè)備向根據(jù)選星策略預測接入的衛(wèi)星，基于預測接入的衛(wèi)星進行衛(wèi)星信號或位置特征參量的預測，生成預測結(jié)果，具體包括：
[0020]用戶設(shè)備獲取星座衛(wèi)星公開的軌道信息，軌道信息包括
TLE
和衛(wèi)星星歷；
[0021]基于獲取軌道信息，用戶設(shè)備預測其上空衛(wèi)星的軌道位置和運動速度；
[0022]基于衛(wèi)星的軌道位置和運動速度，用戶設(shè)備根據(jù)對衛(wèi)星的選擇接入策略確定接入衛(wèi)星，根據(jù)確定的接入衛(wèi)星預測接入衛(wèi)星信號或位置特征參量
。
[0023]根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，所述用戶設(shè)備將所述預測結(jié)果與實測結(jié)果進行比對，差值大于設(shè)定閾值，則判定衛(wèi)星信號來自偽衛(wèi)星，將偽衛(wèi)星信息發(fā)送至周邊用戶設(shè)備，進行多用戶聯(lián)合檢測，生成檢測結(jié)果，具體包括：
[0024]用戶設(shè)備根據(jù)測量能力和測量系統(tǒng)誤差范圍，設(shè)定異常差異值作為設(shè)定閾值；
[0025]用戶設(shè)備對比實測結(jié)果和預測結(jié)果，若差異大于設(shè)定閾值，則認定當前衛(wèi)星信號來自偽衛(wèi)星；
[0026]用戶設(shè)備當檢測到偽衛(wèi)星信號時，基于通信設(shè)備間的通信技術(shù)，將偽衛(wèi)星信息通知其周圍用戶設(shè)備，共享檢測結(jié)果，實現(xiàn)多設(shè)備聯(lián)合檢測
。
[0027]根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，根據(jù)所述檢測結(jié)果用戶設(shè)備將偽衛(wèi)星加入黑名單，在衛(wèi)星選擇時忽略黑名單內(nèi)偽衛(wèi)星，實現(xiàn)針對偽衛(wèi)星攻擊的多用戶聯(lián)合防御，具體包括：
[0028]在多用戶聯(lián)合檢測到偽衛(wèi)星的情況下，若該偽衛(wèi)星不在用戶設(shè)備的黑名單中，則將該偽衛(wèi)星信息加入黑名單，并啟動計時器；
[0029]在計時器結(jié)束前，用戶設(shè)備不考慮接入具有該身份信息的衛(wèi)星；
[0030]若該衛(wèi)星已在用戶設(shè)備的黑名單中，則重置計時器，重新開始計時；
[0031]基于黑名單機制，用戶設(shè)備進行衛(wèi)星選擇的過程中，通過忽略偽衛(wèi)星信號來繞過偽衛(wèi)星攻擊，實現(xiàn)防御
。
[0032]本專利技術(shù)還提供一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0033]實測結(jié)果獲取模塊，用于從用戶設(shè)備測量接收的衛(wèi)星信號中提取當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量；
[0034]基礎(chǔ)預測模塊，基于當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量，在單星的偽衛(wèi)星攻擊情況下，通過衛(wèi)星軌跡預測方法，所述用戶設(shè)備預測當前衛(wèi)星的信號或位置特征參量；
[0035]選星預測模塊，用于在星本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.
一種針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，其特征在于，包括：從用戶設(shè)備測量接收的衛(wèi)星信號中提取當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量；基于當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量，在單星的偽衛(wèi)星攻擊情況下，通過衛(wèi)星軌跡預測方法，所述用戶設(shè)備預測當前衛(wèi)星的信號或位置特征參量；在星座的偽衛(wèi)星攻擊場景下，用戶設(shè)備向根據(jù)選星策略預測接入的衛(wèi)星，基于預測接入的衛(wèi)星進行衛(wèi)星信號或位置特征參量的預測，生成預測結(jié)果；所述用戶設(shè)備將所述預測結(jié)果與實測結(jié)果進行比對，差值大于設(shè)定閾值，則判定衛(wèi)星信號來自偽衛(wèi)星，將偽衛(wèi)星信息發(fā)送至周邊用戶設(shè)備，進行多用戶聯(lián)合檢測，生成檢測結(jié)果；根據(jù)所述檢測結(jié)果用戶設(shè)備將偽衛(wèi)星加入黑名單，在衛(wèi)星選擇時忽略黑名單內(nèi)偽衛(wèi)星，實現(xiàn)針對偽衛(wèi)星攻擊的多用戶聯(lián)合防御
。2.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，其特征在于，所述從用戶設(shè)備測量接收的衛(wèi)星信號中提取當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量，具體包括：在用戶設(shè)備直連衛(wèi)星場景下，用戶設(shè)備利用多天線接收衛(wèi)星信號；基于多天線接收的衛(wèi)星信號，用戶設(shè)備根據(jù)不同天線上的信號差異，提取接收信號反映的衛(wèi)星和用戶設(shè)備的相對位置特征參量
。3.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，其特征在于，基于當前衛(wèi)星與用戶設(shè)備的相對位置特征參考量，在單星的偽衛(wèi)星攻擊情況下，通過衛(wèi)星軌跡預測方法，所述用戶設(shè)備預測當前衛(wèi)星的信號或位置特征參量，具體包括：在單星的偽衛(wèi)星攻擊場景下，用戶設(shè)備獲取衛(wèi)星公開的軌道信息，軌道信息包括兩行根數(shù)
TLE
和衛(wèi)星星歷；基于獲取的軌道信息，用戶設(shè)備預測衛(wèi)星的軌道位置和運動速度；基于衛(wèi)星的軌道位置和運動速度，用戶設(shè)備預測該接入衛(wèi)星信號或位置特征參量
。4.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，其特征在于，所述在星座的偽衛(wèi)星攻擊場景下，用戶設(shè)備向根據(jù)選星策略預測接入的衛(wèi)星，基于預測接入的衛(wèi)星進行衛(wèi)星信號或位置特征參量的預測，生成預測結(jié)果，具體包括：用戶設(shè)備獲取星座衛(wèi)星公開的軌道信息，軌道信息包括
TLE
和衛(wèi)星星歷；基于獲取軌道信息，用戶設(shè)備預測其上空衛(wèi)星的軌道位置和運動速度；基于衛(wèi)星的軌道位置和運動速度，用戶設(shè)備根據(jù)對衛(wèi)星的選擇接入策略確定接入衛(wèi)星，根據(jù)確定的接入衛(wèi)星預測接入衛(wèi)星信號或位置特征參量
。5.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對偽衛(wèi)星的多設(shè)備協(xié)同檢測與防御方法，其特征在于，所述用戶設(shè)備將所述預測結(jié)果與實測結(jié)果進行比對，差值大于設(shè)定閾值，則判定衛(wèi)星信號來自偽衛(wèi)星，將偽衛(wèi)星信息發(fā)送至周邊用戶設(shè)備，進行多用戶...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李元杰，李賀武，陳怡梅，劉威，吳茜，劉君，賴澤祺，
申請(專利權(quán))人：清華大學，
類型：發(fā)明
國別省市：