Açık Gökyüzü, Minimum Türbülans
C-İHA Teknolojisine Nüanslı Bir Yaklaşım
Genel Bakış
Son yıllarda, ticari kullanıma hazır (COTS) dronların artan
erişilebilirliği, kullanımlarının doğasını hızla değiştirdi. Daha önce büyük
kuruluşlar ve hükümetler için ayrılmış araçlar olan dronlar (veya İnsansız Hava
Araçları (İHA'lar)), artık somut ticari potansiyele sahip tüketici ürünleridir.
Bununla birlikte büyük faydalar da geldi. Aslında, İHA'ların kullanılması,
çevresel araştırmalar ve altyapı denetimi gibi önemli işleri yürütmeyi her
zamankinden daha kolay hale getirdi. Dahası, İHA'lar dünya çapındaki acil
servisler tarafından arama kurtarma prosedürlerinin bir parçası olarak geniş
çapta benimsenmiştir.
Ancak, herhangi bir yeni teknolojide olduğu gibi, bu
erişilebilirlik artışının, özellikle güvenlikle ilgili olarak bazı olumsuz
yönleri vardır. Örneğin, ticari İHA'ların çoğu güvenli bir şekilde kullanılsa
da, havaalanları gibi kritik altyapıları kesintiye uğratma potansiyeline de
sahiptirler. Bunun örnekleri, hassas, kesintisiz iletişim kanallarına dayanan
bölgelerde İHA faaliyetleri sonucunda dünya çapında birden fazla yüksek
profilli pist kapatma, uçuş iptalleri ve kıl payı atlatılan kazalarda görülmüştür.
Etkili hafifletme ihtiyacını diğer sistemlere en az düzeyde
kesinti ile dengeleyen bir Karşı İnsansız Hava Aracı (C-İHA) sistemine olan
ihtiyacı fark eden bir şirket, daha nüanslı bir uygulama geliştirmek için
AAEON'un EPIC-TGH7'sini kullandı.
Goldilocks Çözümüne Olan İhtiyaç
C-İHA sistemlerini konuşlandırırken dikkate alınması gereken
bir dizi husus vardır. Bunların başında, sistemin temel teknolojilerinin
çalıştığı ortama uygunluğu gelir. Bu nedenle, İHA'ları tespit etmek ve
hafifletmek için bir dizi teknolojiyi entegre eden çok katmanlı bir yaklaşım
önerilir.
Yetkisiz İHA'ları Tanımlama ve Hafifletme İçin Bazı
Yaygın Teknolojiler
Radar
Radar, kapsamındaki nesnelerden yansımaları ölçen radyo
dalgaları yayar. Bu, kullanıcıların İHA'ların konumunu, mesafesini, hızını ve
yörüngesini izlemesine olanak tanır.
Radyo Frekansı (RF) Taraması
İHA'lar tarafından kullanılan iletişim protokolleri için
geniş alanları tarar ve benzersiz RF özelliklerine göre yetkili ve yetkisiz
İHA'lar arasında ayrım yapılmasına olanak tanır.
Radyo Frekansı (RF) Karıştırması (Jamming)
Yetkisiz bir İHA ile aynı frekansta RF sinyalleri yaymayı
içerir, bu da İHA ile operatörü arasındaki iletişim ve navigasyon sinyallerini
bozmaya hizmet eder.
GPS Sahtekarlığı (Spoofing)
Yetkisiz bir İHA ile aynı frekansta RF sinyalleri yaymayı
içerir, bu da İHA ile operatörü arasındaki iletişim ve navigasyon sinyallerini
bozmaya hizmet eder.
Kinetik İHA Hafifletme
Fiziksel karşı önlemlere dayanır. Örnekler arasında Yüksek
Güçlü Mikrodalga (HPM) Sistemleri ve dron yakalama sistemlerinin kullanılması
yer alır. HPM'ler, voltaja duyarlı bileşenleri aşırı yükleyen elektrik akımları
göndererek İHA'ları çalışmaz hale getirir. Bu arada, yakalama sistemleri
İHA'ları fiziksel olarak yakalamak için itilen ağlar kullanır. Bu yöntemlerin
her ikisi de güvenlik sorunlarını artırır; düşen enkaz riski büyük bir endişe
kaynağıdır.
Havaalanına Uygun Bir C-İHA Çözümü Oluşturma
Yukarıda özetlenen mevcut C-İHA yöntemlerinin kullanımıyla
ilgili zorlukların üstesinden gelmek için, AAEON'un müşterisi kısıtlı
bölgelerde İHA'ları hafifletmek için yeni bir yöntem geliştirdi.
Şirketin sistemi radar taraması ve RF tespiti gibi pasif İHA
tespit yöntemlerini kullanacak olsa da, amacı bunları daha nüanslı bir İHA
hafifletme biçimiyle eşleştirmekti – protokol manipülasyonu. Bu hafifletme
stratejisi, ticari İHA iletişim protokollerindeki güvenlik açıkları
aracılığıyla tespit edilen İHA'lar ve kontrolörleri arasındaki radyo iletim
yapısını izlemek ve kodunu çözmek için özel RF vericileri kullanarak RF
karıştırması, GPS sahtekarlığı ve kinetik İHA hafifletmesinden farklıdır.
Protokol manipülasyonu kullanarak, uygulama İHA'nın markası,
modeli ve seri numarası gibi verilere ve kontrolörünün bilinen son konumuna
erişim sağlayabilecektir. Uygulama, İHA ve kontrolörü arasındaki radyo
bağlantısını etkili bir şekilde devralarak, İHA'ya 'eve dönmeye zorlama' veya
önceden belirlenmiş bir konuma güvenli bir şekilde iniş yapma gibi devralma
veya komut enjeksiyonu sinyalleri gönderebilir.
Proje Başlangıç Alanı: AAEON'un EPIC-TGH7'si
Müşterinin C-İHA sisteminin merkezi bileşeni için ön
koşullar, yalnızca çeşitli sensörleri barındırma yeteneğiyle değil, aynı
zamanda bunlardan alınan verileri işlemek için yeterli bilgi işlem gücüne sahip
olmasıyla da ilgiliydi. Dahası, çözümün, İHA hafifletmesini başlatmak için
kontrol talimatlarını tanımlamak, izlemek ve uygulamak için gereken toplam
süreyi azaltmak amacıyla hızlı veri alışverişini desteklemesi gerekiyordu.
Müşteri, tek kartın performans, sağlamlık ve bağlantı
arasındaki dengesini dikkate alarak, C-İHA çözümü için merkezi donanım bileşeni
olarak nihayetinde AAEON'un EPIC-TGH7'sini seçti.
Yüksek Güçlü Intel Xeon İşleme
45W Intel® Xeon® W-11865MRE İşlemci ile donatılan EPIC-TGH7,
birden fazla RF alıcısından ve radar sensöründen gelen veri akışlarını yönetmek
için fazlasıyla yeterli olan 8 çekirdek ve 16 iş parçacığı işlem gücü sundu.
Platform ayrıca, birden fazla dijital sinyalin işlenmesini
kolaylaştıran Intel® AVX2 ve Intel® AVX-512 gibi bir dizi çip üzerinde
teknoloji sağladı. Bu, ham bit akışlarından seri numaraları gibi
yapılandırılmış verileri çıkarmak için modülasyon şemalarının kodunun
çözülmesine yardımcı oldu. Bu veriler daha sonra uygulamanın İHA ve kontrolörü
arasındaki radyo iletim yapısını analiz etmesine yardımcı olarak yetkili ve
yetkisiz İHA arasında ayrım yapmasına olanak sağladı.
Kartın Intel® Xeon® W-11865MRE İşlemcisi aynı zamanda yüksek
saat hızları ve paralel işleme yetenekleri sunarak, EPIC-TGH7'nin M.2 2280
M-Key tarafından barındırılan NVMe modülü ile veri alışverişi verimliliğini
artırdı.
Böyle bir kurulum, ham RF sinyallerini yakalama, İHA
tanımlama meta verilerini depolama ve yüksek çözünürlüklü sensör akışlarını
kaydetme gibi yüksek verimli görevleri yürütürken gecikmeyi önemli ölçüde
azaltarak, NVMe komutlarının doğrudan CPU'dan SSD'nin kontrolcüsüne PCIe
üzerinden gönderilmesine izin verdi.
Özel Dörtlü LAN Arayüzü
Veri elde etmek için müşteri, EPIC-TGH7'nin yerleşik iki LAN
bağlantı noktasını RF alıcısı ve radar sensörleri için kullandı. Ancak,
uygulamanın özel RF vericilerine olan ihtiyacı göz önüne alındığında, ek
bağlantı gerekiyordu.
Bu nedenle, müşteri, kartın FPC konektörü aracılığıyla çift
LAN modülünü entegre ederek AAEON'un dünya standartlarında özelleştirme
hizmetlerinden yararlandı. Bu, onlara biri RF vericisi, diğeri ise ek bir
sensörü barındıran iki ek LAN bağlantı noktası sağladı.
EPIC-TGH7'ye çeşitli veri metriklerini ileten birden fazla
farklı sensörle, senkronizasyon çok önemliydi. Neyse ki, kart hem Intel®
Ethernet Controller I226-IT hem de Intel® Ethernet Connection I219-LM PHY'lar
için özel sürücüler sağladı. Sonuç olarak, müşterinin uygulaması, coğrafi
olarak ayrılmış alıcılar arasında zaman damgalarını senkronize etmek için
sensörler arasında zaman senkronizasyonunu uygulamak amacıyla yerel IEEE 1588
Hassas Zaman Protokolü (PTP) desteğinden yararlanabildi.
Dinamik Genişletme
Müşterinin C-İHA uygulamasının yetkisiz İHA'ları tanımlama
ve hafifletme ana işlevleri yerel olarak yürütüldü, bu da sistemin özerk bir
şekilde çalışabileceği anlamına geliyordu. Ancak, özellikle ticari
havaalanlarında kullanıldığında, yer ve merkezi komuta merkezleri arasında
güvenli iletişim hayati önem taşır.
Uygulamaya bu ek bağlantıyı sağlamak için müşteri,
EPIC-TGH7'nin geniş genişletme seçeneklerini kullandı. Kartın M.2 3052 B-Key ve
mPCIe yuvasına sırasıyla bir LTE ve Wi-Fi modülü yerleştirildi. Bu,
EPIC-TGH7'ye C-İHA uygulamasının diğer bileşenleriyle iletişim kurmak için iki
kablosuz arayüz sağladı.
Pratikte, LTE modülü öncelikle dron seri numaralarını, GPS
konumlarını ve tehdit uyarılarını havaalanının merkezi komuta merkezine gerçek
zamanlı olarak iletmek için kullanıldı. Bu arada, Wi-Fi işlevi, birden fazla
sistemin algılama verilerini bir Wi-Fi ağı üzerinden paylaşabileceği dağıtılmış
sensör ağları bağlamında faydalı oldu.
Sonuç - Ticari Ortamlar İçin Çok Katmanlı, Daha Güvenli
Bir C-İHA Sistemi
Müşterinin uygulaması, kısıtlı bölgelerde yetkisiz İHA'ları
tanımlamak için kullandığı teknolojide benzersiz değildir. Ancak, İHA
hafifletme yaklaşımında öne çıkmaktadır.
EPIC-TGH7 tarafından sunulan işlem yetenekleri, çevik
genişletme ve esnek arayüzlerden yararlanarak, müşteri, uygulamanın yetkisiz
İHA'ların komutasını devralmasına ve onları güvenli bir şekilde kaldırmasına
olanak tanıyan protokol manipülasyonunu uygulayabildi.
Bu yaklaşım, ticari havaalanlarını yetkisiz İHA'lardan
koruma somut faydasını sunmakla kalmadı, aynı zamanda karşılaştığı İHA'lar
hakkında temel bilgileri çıkararak adli analiz fırsatını da artırdı. Bu tür
istihbarat, yalnızca kolluk kuvvetlerinin İHA'nın kötüye kullanılmasından
sorumlu olanları izlemesine yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda başkalarını
da caydırabilir.
En önemlisi, bu uygulama, C-İHA sistemlerinin havaalanları gibi kritik ortamlarda operasyonel kesintiye neden olmadan güvenle kullanılabileceğini gösterdi. Bu bakımdan, uygulama hem güvenliği artırmaya hem de bir iş perspektifinden proaktif önlemleri teşvik etmeye hizmet etmektedir, zira hizmet kesintilerinin etkisi havaalanları için hem finansal olarak hem de kamu güvenini sürdürme konusunda gerçekten zarar verici olabilir.
