Satellite Navigation Authentication and applications in Aeronautics

I sistemi di navigazione satellitare stanno diventando un mezzo fondamentale di navigazione per l’aviazione ed aeronautica e la navigazione senza pilota, incluso droni e razzi. Sebbene l’integrità sia stata studiata ed implementata dagli anni 70, poco è stato fatto per discutere la sicurezza degli stessi nel settore dell’aviazione. I pericoli ed attachi che stanno emergendo sono in particolare interferenze di jamming e spoofing. Ad oggi nelle cabine pilota dei moderni aerei vi sono installate un gran numero di tecnologie che si basano sui sistemi di navigazione satellitare (GNSS), dalla gestione del volo al tempo, alla navigazione ed anti-collisione, alle funzioni di auto pilota. L’uso sempre più commune del GNSS nei sistemi di gestione del volo e gli autopilota ed I benefici per sia la navigazione che la sorveglianza sono le basi per il design dei sistemi di protezione ed alert del GNSS. La tesi inizia con una review ed introudzione al GNSS ed aeronautica con particolare focus all’aviazione civile. Gli elementi critici dell’avionica ed i potenziali rischi e limiti di sicurezza sono identificati e discussi. Un modello teorico generale è presentato e discusso ed usato come base per le discussioni sulla valutazione del rischio e dell’analisi vulnerabilità del GNSS. Gli attacchi sono categorizzati con diversi livelli di sofisticazione e possono essere usati per pianificare e modellare il rischio Il lavoro continua con introduzione al background della autenticazione GNSS ed introduce aspetti teorici dell’autenticazione. Tre postulati sono enunciati e spiegati, con l’obiettivo di dare uno strumento per la corretta definizione e progettazione degli schemi di autenticazione. Il lavoro analizza due maggiori possibilità per introdurre sicurezza nel settore dell’aviazione: protezione a livello dell’aereo e quindi dei sistemi avionici e protezione a livello sistema GNSS. Un numero di tecniche per la protezione a livello aereo e a livello GNSS sono presentate e per le quali sono state effettuate diverse sperimentaizoni e simulazioni. I risultati vengono presentati e discussi nelle varie sottosezioni e per ogni gruppo di tecniche presentate. Un capitolo in conclusione confronta le varie tecniche e cerca di fornire uno strumento su cui fare del risk assessment e come baseline per la definizione dei requisiti. Il lavoro conclude con conclusioni generali e proposte per lavoro futuro.