A Hierarchical Detection and Response System to Enhance Security Against Lethal Cyber-Attacks in UAV Networks

International audienceUnmanned aerial vehicles (UAVs) networks have not yet received considerable research attention. Specifically, security issues are a major concern because such networks, which carry vital information, are prone to various attacks. In this paper, we design and implement a novel intrusion detection and response scheme, which operates at the UAV and ground station levels, to detect malicious anomalies that threaten the network. In this scheme, a set of detection and response techniques are proposed to monitor the UAV behaviors and categorize them into the appropriate list (normal, abnormal, suspect, and malicious) according to the detected cyber-attack. We focus on the most lethal cyber-attacks that can target an UAV network, namely, false information dissemination, GPS spoofing, jamming, and black hole and gray hole attacks. Extensive simulations confirm that the proposed scheme performs well in terms of attack detection even with a large number of UAVs and attackers since it exhibits a high detection rate, a low number of false positives, and prompt detection with a low communication overhead

Система управління та моніторингу безпілотного літального апарату. Підсистема моніторингу (компл.)

Робота публікується згідно наказу Ректора НАУ від 27.05.2021 р. №311/од "Про розміщення кваліфікаційних робіт здобувачів вищої освіти в репозиторії університету". Керівник роботи: д.т.н., професор, зав. кафедри авіаційних комп’ютерно-інтегрованих комплексів, Синєглазов Віктор МихайловичRecently, unmanned aviation has been rapidly developing. The development of unmanned aerial systems based on unmanned aerial vehicles is currently carried out by almost all industrialized countries of the world. Until recently, UAVs had a military purpose, now the use of UAVs is effective both in military and civilian tasks, for example, in combating the consequences of emergencies, natural disasters, agricultural applications, reconnaissance and aerial photography. The impetus for the development of unmanned aviation worldwide was the need for light, relatively cheap aircraft with high maneuverability characteristics and capable of performing a wide range of tasks. Unmanned aerial vehicles are successfully used in military operations around the world, and at the same time they successfully perform civilian tasks. Today, most of the existing unmanned aerial vehicles are piloted manually, using remote controls operating on radio channels. When manually piloting Unmanned aerial vehicles, there are difficulties associated with pilot training, insufficient operating range, and weather restrictions. UAV control is the task of a well-trained professional. For example, in the U.S. Army, UAV operators become active duty Air Force pilots after a year of preparation and training. In many aspects, it is more difficult than piloting an aircraft and, as is known, most accidents of unmanned aircraft are due to pilot-operator errors and mechanical failures. According to the official data provided for 2012, 70 unmanned aircraft crashed in the US Air Force.Останнім часом стрімко розвивається безпілотна авіація. Розробкою безпілотних авіаційних систем на базі безпілотних літальних апаратів в даний час займаються практично всі промислово розвинені країни світу. До недавнього часу БПЛА мали військове призначення, зараз використання БПЛА ефективно як в військові та цивільні завдання, наприклад, у боротьбі з наслідками надзвичайних ситуацій, стихійних лих, застосування в сільському господарстві, розвідка та аерофотозйомка. Поштовхом до розвитку безпілотної авіації в усьому світі стала потреба в легких, відносно дешевих літальних апаратах з високими маневреними характеристиками, здатних виконувати широкий спектр завдань. Безпілотні літальні апарати успішно використовуються у військових діях по всьому світу, і в той же час вони успішно виконують цивільні завдання. Сьогодні більшість існуючих безпілотних літальних апаратів управляються вручну, за допомогою пультів дистанційного керування, що працюють по радіоканалах. При ручному пілотуванні безпілотних літальних апаратів виникають труднощі, пов’язані з підготовкою пілотів, недостатньою дальністю польоту та погодними обмеженнями. Керування БПЛА – це завдання добре підготовленого професіонала. Наприклад, в армії США оператори БПЛА стають активними пілотами ВПС після року підготовки та навчання. У багатьох аспектах це складніше, ніж пілотування літака, і, як відомо, більшість аварій безпілотних літальних апаратів відбувається через помилки пілота-оператора та механічні несправності. За офіційними даними, наданими за 2012 рік, у ВПС США розбилося 70 безпілотних літаків