БАГАТОШАРОВИЙ АНАЛІЗ ВРАЗЛИВОСТЕЙ КІБЕРФІЗИЧНИХ СИСТЕМ НА ПРИКЛАДІ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ

Анотація

У статті досліджено комплексний характер уразливостей сучасних безпілотних літальних апаратів (БпЛА)
як класу кіберфізичних систем (КФС). Авторами теоретично обґрунтовано та деталізовано концепцію «вакууму
безпеки» – системної незахищеності архітектури дронів, що виникає внаслідок стрімкої інтеграції
обчислювальних алгоритмів та фізичних процесів за ігнорування базових критеріїв захищеності. У межах
теоретико-керівного підходу (Control-Theoretic Approach) проведено пошаровий декомпозиційний аналіз трьох
критичних рівнів архітектури БпЛА: навігаційного, мережевого та інформаційного. Математично та емпірично
доведено, що відкритість цивільних сигналів GNSS у поєднанні з апаратною архітектурою з однією антеною
(Single-Receiver) робить КФС беззахисною перед прихованими атаками ін'єкції помилкових даних (False Data
Injection). Досліджено механізми компрометації каналів керування через вразливості протоколу MAVLink за
допомогою атак повтору (Replay Attacks). Особливу увагу приділено інформаційному рівню, де
продемонстровано можливість деанонімізації стратегії використання системи через аналіз профілю
зашифрованого трафіку (Side-Channel Attacks). На основі аналізу провідних світових досліджень сформульовано
закон мультиплікативності ризиків КФС та запропоновано системні рекомендації щодо переходу до парадигми
Security by Design.
Ключові слова: кіберфізичні системи (КФС), безпілотні літальні апарати (БпЛА), вакуум безпеки, GPSспуфінг, джаммінг, протокол MAVLink, атака повтору (Replay Attack), ін'єкція хибних даних (FDI), аналіз
сторонніх каналів, мультиплікативність ризиків, Security by Design.

Перелік посилань
1.Teixeira, A., Shames, I., Sandberg, H., & Johansson, K. H. (2015). A secure control framework for cyberphysical systems. Foundations and Trends in Systems and Control, 2(3-4), 243–410. https://doi.org/10.1561/2600000008.
2.. Wesson, T. Humphreys, Hacking drones. Sci. Am. 309(5), 54–59 (2013).
3.N. Tippenhauer, C. Pöpper, K. Rasmussen, On the Requirements for Successful GPS Spoofing Attacks (n.d.).
Retrieved March 27, 2023, from https://www.cs.ox.ac.uk/files/6489/gps.pdf.
4.Sulima O. Model of multilevel access system // Ukrainian Scientific Journal of Information Security, 2017, vol.
23, issue 2, p. 122-129. DOI: 10.18372/2225-5036.23.11817.