SHIELD: Защита дронов от кибератак в реальном времени

Когда дрон попадает под контроль хакера, он начинает вести себя непредсказуемо. Может лететь хаотично, ускоряться или замедляться, зависать в воздухе, менять курс или даже падать. Самое опасное — он полностью теряет способность выполнять первоначальную задачу, будь то доставка грузов, инспекция сооружений или мониторинг сельскохозяйственных угодий.

Исследователи из Флоридского международного университета разработали систему SHIELD, которая позволяет дронам противостоять кибератакам прямо во время полёта. Поскольку дроны являются, по сути, летающими компьютерами, они уязвимы для тех же угроз, что и обычная техника. Однако существующие методы защиты не охватывают все возможные уязвимости.

SHIELD работает иначе. Система непрерывно отслеживает всю управляющую электронику, выявляя малейшие признаки вредоносной активности. Она определяет тип атаки — даже самую незаметную — и запускает tailored процесс восстановления. Результаты исследования были представлены на международной конференции IEEE/IFIP.

Без эффективного восстановления дрон не может завершить миссию под атакой — даже при обнаружении угрозы полёт часто прерывают в целях безопасности. Наша разработка позволяет системе восстановить работу и выполнить задачу, — поясняет руководитель проекта Мохаммад Ашикур Рахман.

Актуальность защиты дронов растёт: Федеральное авиационное управление США планирует расширить коммерческое использование беспилотников в различных отраслях. От доставки товаров до сельского хозяйства — вопросы безопасности становятся критически важными на фоне растущих киберугроз.

Традиционные методы обнаружения атак основаны на данных сенсоров, но их легко обмануть. Например, при GPS-спуфинге хакеры передают ложные координаты, заставляя дрон сменить траекторию. Более сложные атаки обходят сенсоры и нацеливаются непосредственно на систему управления, внедряя вредоносное ПО в аппаратное обеспечение.

SHIELD отслеживает всю систему управления, выявляя аномалии не только в сенсорах, но и в «железе». Резкие скачки потребления энергии батареи или перегрузка процессора — явные признаки атаки.

Подход исследователей аналогичен медицинской диагностике: симптомы (данные сенсоров) не всегда раскрывают причину проблемы, но физические evidence (состояние аппаратуры) позволяют точнее определить происходящее. Каждый тип атаки требует уникального плана восстановления.

В лабораторных условиях команда обучила модели машинного обучения распознавать аномалии, классифицировать атаки и запускать соответствующий протокол восстановления. Весь процесс занимает менее секунды: обнаружение — в среднем 0,21 с, восстановление — 0,36 с.

Следующий этап — испытания в реальных условиях. Поскольку дроны становятся ключевым элементом в логистике, мониторинге инфраструктуры и ликвидации ЧС, их безопасность перестаёт быть опциональной. Надёжные и защищённые беспилотники — основа будущих технологических прорывов, и SHIELD может сыграть важную роль в развитии отрасли.