ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СПУФИНГ-АТАК В ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СЕТЯХ

Аннотация

Беспилотные летательные аппараты всё больше и больше появляются в нашей жизни и используются для различных целей, таких как доставка грузов, мониторинг, управление хозяйством, мониторинг и развлечения. Но вместе с ростом их популярности, увеличивается и число людей, которые намеренно хотят помешать работе БВС (беспилотным воздушным судам) и использовать в своих интересах и целях. Они используют различные виды атак, чтобы любыми способами устранить или перехватить автономный летательный аппарат. Спуфинг-атаки являются одним из наиболее распространенных и опасных видов атак, так как позволяют злоумышленникам действовать незаметно, подделывая идентификаторы автономных летательных аппаратов или операторов, выдавая себя за легитимных участников системы. Целью таких атак может быть перехват управления, кража данных, саботаж или использование БВС для выполнения вредоносных действий, таких как шпионаж, нанесение ущерба или сбой в операциях. Но с каждым годом всё сложнее предотвращать атаки, так как они сложны в обнаружении и могут привести к серьезным последствиям, именно поэтому обнаружение спуфинг-атак на беспилотный аппарат при помощи машинного обучения активно исследуется и применяется. В статье рассматриваются спуфинг-атаки на БВС, проведен анализ спуфинга на автономные летательные аппараты, на основе открытого набора данных с помощью платформы Knime проведено исследование методов машинного обучения обнаружения спуфинг-атак. Результаты исследования демонстрируют, что способ обнаружения атак с помощью машинного обучения на основе ансамблевого метода, модели Tree Ensemble Learner и Random Forest Learner,, показавшие результаты 97.110% и 97.039% соответственно, является лучшим среди других методов, что позволит улучшить безопасность беспилотных летательных аппаратов, снижает нагрузку на операторов и повышает надежность системы в целом. В дальнейшем предложенный подход может быть расширен для обнаружения других видов кибератак, что сделает его универсальным методом защиты от воздействий злоумышленников

Авторы

Список литературы

1. Savinkova S.A. Razrabotka metoda otslezhivaniya peremeshcheniy ob"ektov [Development of a method for tracking the movement of objects], Vestnik sovremennykh issledovaniy [Bulletin of Modern Studies], 2021, No. 1-6, pp. 28-36.

2. GPS: glushilki, spufing i uyazvimosti [GPS: jammers, spoofing and vulnerabilities], SavePearlHarbor. Available at: https://savepearlharbor.com/?p=264385 (accessed 03 April 2025).

3. Eldosouky A.R., Ferdowsi A., Saad W. Drones in distress: A game-theoretic countermeasure for protect-ing UAVs against GPS spoofing, IEEE Internet of Things Journal, 2019, Vol. 7, No. 4, pp. 2840-2854

4. Khan S.Z., Mohsin M., Iqbal W. On GPS spoofing of aerial platforms: a review of threats, challenges, methodologies, and future research directions, PeerJ Computer Science, 2021, Vol. 7, pp. e507.

5. Arthur M.P. Detecting signal spoofing and jamming attacks in UAV networks using a lightweight IDS, 2019 international conference on computer, information and telecommunication systems (CITS). IEEE, 2019, pp. 1-5.

6. Wesson K.D., Shepard D.P., Bhatti J.A., Humphreys T.E. An evaluation of the vestigial signal defense for civil GPS anti-spoofing, Proceedings of the 24th International Technical Meeting of the Satellite Di-vision of The institute of navigation (ION GNSS 2011), 2011, pp. 2646-2656.

7. Savinkova S.A. Razrabotka metoda otslezhivaniya peremeshcheniy ob"ektov [Development of a method for tracking the movement of objects], Vestnik sovremennykh issledovaniy [Bulletin of modern studies], 2021, No. 1-6, pp. 28-36.

8. Spufing BVSov [Spoofing of UAVs], Spufing BVSov (BVS) [Spoofing of UAVs (UAVs)]. Available at: https://protectionsystem.ru/spoofing (accessed 03 April 2025).

9. Iranskie khakery smogli poluchit' upravlenie amerikanskim BPLA i posadit' ego na svoey territorii [Ira-nian hackers were able to gain control of an American UAV and land it on their territory]. Available at: https://habr.com/ru/articles/135150/ (accessed 05 June 2025).

10. Humphreys T. Statement on the vulnerability of civil unmanned aerial vehicles and other systems to civil GPS spoofing, University of Texas at Austin (July 18, 2012), 2012, pp. 1-16.

11. Davidovich B., Nassi B., Elovici Y. Towards the detection of GPS spoofing attacks against drones by analyzing camera’s video stream, Sensors, 2022, Vol. 22, No. 7, pp. 2608.

12. What is machine learning?, IBM. Available at: https://www.ibm.com/think/topics/machine-learning (ac-cessed 04 April 2025).

13. Drone Communication Dataset, kaggle. Available at: https://www.kaggle.com/datasets/ datasetengi-neer/drone-communication-dataset (accessed 04 April 2025).

14. Chto takoe KNIME i kak ego ispol'zovat' [What is KNIME and how to use it], Skypro. Available at: https://sky.pro/media/chto-takoe-knime-i-kak-ego-ispolzovat/ (accessed 03 April 2025).

15. Gradient Boosted Trees Learner, Knime. Available at: https://hub.knime.com/knime/extensions/ org.knime.features.ensembles/latest/org.knime.base.node.mine.treeensemble2.node.gradientboosting.learner.classification.GradientBoostingClassificationLearnerNodeFactory2 (accessed 03 April 2025).

16. Decision Tree Learner, Knime. Available at: https://hub.knime.com/knime/extensions/ org.knime.features.base/latest/org.knime.base.node.mine.decisiontree2.learner2.DecisionTreeLearnerNodeFactory3 (accessed 03 April 2025).

17. Tree Ensemble Learner, Knime. Available at: https://hub.knime.com/knime/extensions/ org.knime.features.ensembles/latest/org.knime.base.node.mine.treeensemble2.node.learner.classification.TreeEnsembleClassificationLearnerNodeFactory2 (accessed 03 April 2025).

18. Random Forest Learner, Knime. Available at: https://hub.knime.com/knime/extensions/ org.knime.features.ensembles/latest/org.knime.base.node.mine.treeensemble2.node.randomforest.learner.classification.RandomForestClassificationLearnerNodeFactory2 (accessed 03 April 2025).

19. K Nearest Neighbor, Knime. Available at: https://hub.knime.com/knime/extensions/org.knime.features.base/ lat-est/org.knime.base.node.mine.knn.KnnNodeFactory2 (accessed 03 April 2025).

20. Zul M.I., Yulia F., Nurmalasari D. Social media sentiment analysis using K-means and naïve bayes algorithm, 2018 2nd International conference on electrical engineering and informatics (ICon EEI). IEEE, 2018, pp. 24-29.

Скачивания

Опубликовано:

2025-07-24

Номер:

Раздел:

РАЗДЕЛ I. КИБЕРАТАКИ И ИХ ОБНАРУЖЕНИЕ

Ключевые слова:

Машинное обучение, поиск уязвимостей беспилотных воздушных судов, искусственный интеллект, датасет, атаки на БВС, спуфинг

DOI

Для цитирования:

М.А. Лапина , Р.А. Дымуха , Н.Н. Кучеров , Е.С. Басан ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СПУФИНГ-АТАК В ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СЕТЯХ. Известия ЮФУ. Технические науки. – 2025. - № 3. – С. 16-31.