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Forscher entwickeln Abwehrmaßnahmen für Angriffe auf Navigationssysteme

Navigationssystem (Bild: Roberto Schirdewahn)
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Nicht nur immer mehr Autofahrer vertrauen ihrem GPS-gestützten Navigationsgerät bei der Routenplanung, auch in der Industrie wird die Technologie zunehmend zur Orts-und sogar Zeitbestimmung verwendet. Allerdings ist schon seit über zehn Jahren bekannt, dass sie leicht angreifbar ist.

Angriffsmöglichkeiten auf das seit 1992 verfügbare GPS sind 2002 bekannt, wenngleich wenig beachtet. Jetzt haben Forscher Juniorprofessorin Christina Pöpper und Doktorand Kai Jansen von der AG Informationssicherheit am Horst-Görtz-Institut der Ruhr-Universität Bochum erste, praxistaugliche Ansätze vorgestellt.

 Bochumer Forscher entwickeln Abwehrmaßnahmen für Angriffe auf Navigationssysteme (Bild: Roberto Schirdewahn)

Zum Angriff auf GPS lässt sich ein Satellitensimulator verwenden, der dann täuschend echt wirkende Satellitensignale an die Empfangsgeräte verschickt. “Angreifer können dem Empfangsgerät auf diese Weise suggerieren, es wäre an einem anderen Ort, als es tatsächlich ist”, so
Pöpper. Was beim privaten Autofahrer höchstens ärgerlich wäre, kann beim Einsatz in der Industrie zu erheblichem Schaden führen. Denn GPS wird hier nicht nur für die Positionsbestimmung genutzt, sondern auch, um Maschinen zeitlich miteinander zu synchronisieren. Manipulationen könnten der Bochumer Wissenschaftlerin zufolge schnell die Produktion lahmlegen.

“GPS wird seit etwa 1992 verwendet. Dass es angreifbar ist, weiß man bereits seit 2002”, so Pöpper in einer Pressemitteilung. “In der Zwischenzeit wurden schon viele Vorschläge für Gegenmaßnahmen entwickelt, doch bisher gibt es keine Abwehr, die gegen alle Angriffe schützt. Die Frage ist immer, wie stark der Angreifer ist.”

Juniorprofessorin Christina Pöpper (Bild: Roberto Schirdewahn)
Juniorprofessorin Christina Pöpper (Bild: Roberto Schirdewahn)

Jetzt haben Pöpper und Jansen allerdings einen Lösungsansatz entwickelt, der ausreichend einfach und günstig ist, um in der Praxis Akzeptanz zu finden. Die beiden haben erprobt, was passiert, wenn ein Fahrzeug oder eine Maschine nicht nur ein Empfangsgerät nutzt, sondern gleichzeitig mehrere, die einen gewissen Abstand voneinander haben. Empfangen sie echte Satellitensignale, unterscheiden sich die berechneten Positionsdaten der Empfangsgeräte durch den Abstand untereinander leicht voneinander.

Die Signale eines Simulators würden dagegen für jede Empfangsgerät identisch aussehen.
Somit lässt sich allein durch den Abgleich der Empfänger untereinander feststellen, wenn ein Angriff vorliegt, denn dann gehen alle Empfangsgeräte davon aus, an der gleichen Position zu sein.

Empfangen die GPS-Geräte jedoch die Signale echter Satelliten, da von mehreren (in der Regel vier) Positionen in der Erdumlaufbahn stammen, ermittelt jeder Empfänger für sich leicht unterschiedliche Standortdaten. “Dass wir auf diese Weise Angriffe detektieren können, haben wir bereits gezeigt”, sagt Christina Pöpper. “Momentan arbeiten wir noch an Detailfragen. Zum Beispiel, wie groß der Abstand zwischen den Empfangsgeräten sein muss, damit sie auch beim Empfang echter Signale aufgrund nicht zu vermeidender Ungenauigkeiten nicht dieselbe Position für sich ermitteln würden.”

Der minimale Abstand der Geräte beträgt nach dem derzeitigen Erkenntnisstand zwei bis drei Meter. Näher beeinander positionierte Empfänger führen zu einer höheren Fehlerrate. An großen Fahrzeugen wie LKW oder Schiffen, ist das aber durchaus durchführbar. Für kleiner Geräte, wie sie auch im Internet der Dinge immer mehr Verwendung finden werden, ist der Abstand natürlich zu groß. Herauszufinden, wie sich hier Angriffe entdecken und schließlich vermeiden lassen, will Pöpper mit ihrem Team künftig untersuchen.

Journalist, Chefredakteur von ITespresso.de. Sucht immer nach Möglichkeiten und Wegen, wie auch kleine Firmen vom rasanten Fortschritt in der IT profitieren können. Oder nach Geschäftsmodellen, die IT benutzen, um die Welt zu verbessern - wenigstens ein bisschen.

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