Galileo учит приёмник искать спутниковый код только после эфира
Спутниковый приёмник записывает десятки миллисекунд эфира, не зная, что именно должен в нём искать. Позже он получает материал для восстановления кода, запускает коррелятор по уже сохранённой IQ-записи и убеждается: нужная последовательность действительно пришла в тот момент. Именно так Galileo Signal Authentication Service, SAS, пытается криптографически привязать измеренную дальность к реальному радиосигналу. OSNMA уже подтверждает подлинность навигационных данных, но сама подпись эфемерид не доказывает время прихода дальномерного кода.
Это оставляет место для spoofing и meaconing. Атакующий способен передать правдоподобное навигационное сообщение, включая честно подписанные данные, либо ретранслировать настоящий сигнал с задержкой. Приёмник увидит сдвиг code phase и превратит его в ложный pseudorange. Координата строится именно из этих задержек, поэтому защищать требуется сам ranging layer.
Почему подпись эфемерид не защищает дальность
SAS работает на пилотной компоненте Galileo E6-C. До радиособытия её конкретный участок spreading code недоступен приёмнику и атакующему. Заранее из инфраструктуры Galileo загружаются RECS — повторно зашифрованные последовательности. После раскрытия будущего ключевого материала OSNMA RECS превращается в ECS, то есть в последовательность, пригодную для корреляции с записанным фрагментом E6-C. Полученный пик корреляции даёт аутентифицированную code phase.
Смысл задержки здесь физический. Спуферу для упреждающей подделки нужен будущий участок кода раньше законного сигнала. Узнать его заранее он не может: секрет, открывающий соответствующий фрагмент, появляется уже после приёма. Пользователь при этом не хранит долговременный закрытый ключ; RECS распространяются открыто, однако их происхождение требуется проверять подписью Galileo.
Код, которого нельзя знать заранее
В ранней архитектуре один RECS охватывает до 16 ms, а период таких блоков может составлять до 200 ms. Это параметры фрагментов сигнала, а не время, через которое измерение обязательно станет аутентифицированным. В опубликованных материалах о прототипе задержка от приёма E6-C до проверки описана как несколько секунд, а интервал между аутентификациями указан около 30 s и связан с работой OSNMA. Для разработчика это означает отдельную подсистему памяти и времени: сохранить полосу E6-C с достаточной фазовой когерентностью, удержать качество опорного генератора, затем выполнить корреляцию задним числом.
Пять спутников проверили идею в настоящем эфире
16 сентября с 14:00 до 16:00 UTC пять действующих спутников Galileo — E06, E21, E23, E34 и E36 — передавали зашифрованную компоненту E6-C на 1278.75 МГц. Наземные приёмники в Andøya установили координаты в условиях преднамеренного spoofing: это стало первой практической фиксацией позиции с Galileo SAS, а не только стендовой проверкой отдельных блоков.
Результат важен своей узостью. Эксперимент показал, что отложенная корреляция способна подтвердить ranging signal в реальном эфире и отделить его от подмены. Он не доказывает неуязвимость к глушению и не закрывает все варианты meaconing.
Сервис находится на стадии Initial Capability и испытаний; Initial Service ожидается в 2027 году. Непрерывное шифрование E6-C уже включали на отдельных L3-спутниках для программных тестов. SAS не даёт иммунитета от глушилки: широкополосный jammer может просто лишить приёмник SNR. Он также не делает автоматически подлинным итоговое PVT-решение: остаются синхронизация времени, обработка измерений, контроль replay-сценариев и алгоритмы самого ресивера.
Память эфира становится частью приёмника
Красота SAS в том, что криптография здесь задаёт форму DSP-тракта. Коррелятор получает свой шаблон после того, как сигнал исчез из антенны, поэтому приёмник обязан сделать прошлый эфир доступным для будущей проверки. Для гражданской GNSS это сдвиг от проверки слов спутника к проверке самого момента, в который радиоволна коснулась антенны.