GNSS 재밍 및 스푸핑 감지

GNSS 간섭은 다음 두 가지 카테고리로 분류할 수 있습니다.

  • 재밍
  • 스푸핑

재밍 공격은 GNSS와 동일한 주파수 범위에서 강력한 무선 신호를 브로드캐스트하여 GNSS 위성에서 브로드캐스트되는 상대적으로 약한 신호를 제거하는 것을 말합니다. 이로 인해 휴대전화를 비롯한 GNSS 수신기가 위치를 계산하지 못할 수 있습니다.

스푸핑은 실제 GNSS 신호인 것처럼 가장하는 가짜 신호를 브로드캐스트하는 보다 정교한 공격입니다. 이러한 가짜 신호는 GNSS 수신기를 속여 현실과 매우 다른 위치나 시간을 계산하도록 할 수 있으며, 이는 지도 및 내비게이션 앱을 혼동시켜 사용자에게 잘못된 정보를 제공하기에 충분합니다.

GNSS 스푸핑 또는 재밍 정보

신호의 신호 강도 또는 전송 신호 대 잡음비 (C/N0)와 휴대전화의 GNSS 무선의 자동 게인 제어 (AGC)는 간섭을 나타내는 좋은 지표가 될 수 있습니다.

스푸핑이나 재밍이 감지되면 AGC가 감소하는 경향이 있습니다. 라디오가 강한 전파를 수신하면 증폭기 (AGC)의 이득을 낮춰 수신된 신호의 전력을 조정합니다.

간섭을 나타내는 신호 강도 비교
그림 1. AGC는 간섭이 발생하는 동안 감소하고 (빨간색 영역) 간섭이 제거되면 정상 수준으로 다시 증가합니다 (녹색 영역). (이미지 출처: https://doi.org/10.33012/navi.537)

그러나 C/N0의 동작은 재밍 이벤트와 스푸핑 이벤트 간에 달라집니다. 러mming 이벤트의 경우 라디오에서 관찰되는 노이즈가 평소보다 훨씬 더 강하므로, 캐리어 대 노이즈 비율의 분모가 증가하고 C/N0 값이 감소합니다. 스푸핑의 경우 그 반대가 발생합니다. 위성의 실제 신호를 제압할 만큼 큰 가짜 신호가 브로드캐스트되므로 전체 신호 강도가 강해지고 따라서 C/N0가 증가합니다.

GNSS 스푸핑 또는 재밍 확인

GnssLogger 앱의 Spoof/Jam 탭을 사용하여 환경이 C/N0 및 AGC에 미치는 영향을 실시간으로 살펴볼 수 있습니다.

실시간 AGC 및 C/N0 플롯

Spoof/Jam 탭에는 각 GNSS 컨스텔레이션 및 대역 (예: 'GPS L1' 또는 'G:L1:', 'Galileo E5a' 또는 'E:E5A:').

각 GNSS 컨스텔레이션 및 대역의 AGC 및 C/N0 그래프
그림 2. 휴대전화를 Wi-Fi 라우터 (빨간색 타원형) 옆에 두면 AGC와 C/N0가 모두 감소합니다. 각 별자리 및 밴드의 평균 상위 3개 신호가 점선으로 표시됩니다. 각 별자리 및 밴드의 AGC(단일 값)는 실선으로 표시됩니다. 그래프에서 빨간색 원으로 표시된 섹션은 휴대전화를 Wi-Fi 라우터 옆에 두면 AGC와 C/N0가 모두 감소하여 간섭이 발생하는 것을 보여줍니다.

스푸핑 및 재밍에 대한 실시간 검사

AGC 및 C/N0의 실시간 그래프 아래에 앱은 GNSS 간섭과 관련된 조건을 식별하는 일련의 자동화된 데이터 검사를 표시합니다.

스푸핑 및 재밍으로 인해 발생할 수 있는 상태의 증거를 표시하는 UI
그림 3. 자동화된 검사를 통해 스푸핑 및 재밍으로 인해 발생할 수 있는 조건을 식별할 수 있습니다.

재밍 검사 섹션에서 앱은 C/N0 및 AGC의 최근 10개 에포크의 평균이 이전 50개 에포크와 비교하여 변경되었는지 확인합니다. C/N0와 AGC가 동시에 감소하면 GNSS 방해의 증상일 수 있습니다. 이 상황이 감지되면 카드에 FAIL 메시지와 자세한 정보가 표시됩니다.

GNSS 간섭으로 인해 발생할 수 있는 조건
그림 4. GNSS 간섭으로 인해 발생할 수 있는 조건이 감지되었음을 나타내는 오류입니다.

스푸핑 검사 섹션의 첫 번째 카드도 C/N0 및 AGC를 확인하지만 C/N0의 증가와 AGC의 감소가 동시에 발생하는지 확인합니다.

두 번째 스푸핑 관련 검사는 기기에서 계산된 GNSS 시간과 네트워크 시간 프로토콜 (NTP) 서버에서 인터넷을 통해 가져온 시간 (네트워크 시간 - GNSS 시간) 간의 1초 초과 차이를 찾습니다. 차이가 크면 계산된 GNSS 시간이 유효하지 않음을 나타낼 수 있습니다.

도움말, 유용한 정보, 주의사항

다음은 GnssLogger의 스푸핑/재밍 기능을 사용할 때 유의해야 할 사항입니다.

  • 이 기능은 실험용입니다. 다양한 Android 기기의 AGC 특성에 대해 자세히 알아가면서 스푸핑 및 재밍 변경에 사용되는 정확한 알고리즘이 업데이트될 수 있습니다.
  • 이 기능은 모든 스푸핑 및 재밍을 포착하지는 않습니다. 실시간 그래프 및 데이터 검사를 통해 실시간으로 데이터 속성을 더 쉽게 발견할 수 있지만 스푸핑 또는 재밍의 모든 사례를 감지하기에는 충분하지 않습니다.
  • 이 기능은 C/N0 및 AGC의 변화를 감지하도록 설계되었습니다. 스푸핑 또는 재밍이 있는 상태에서 앱을 열고 C/N0 및 AGC가 일정하게 유지되면 스푸핑 및 재밍이 감지되지 않습니다.
  • NTP 서버는 반드시 안전하지는 않습니다. 네트워크 시간도 스푸핑될 수 있습니다.

공개 Issue Tracker를 사용하여 스푸핑/재밍 기능에 관한 의견을 제공하세요.