一種調(diào)頻信號室內(nèi)定位系統(tǒng)的欺騙攻擊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及調(diào)頻信號的室內(nèi)定位技術(shù)。本發(fā)明可根據(jù)目 標(biāo)位置和虛假位置的信號強(qiáng)度，結(jié)合調(diào)頻信號頻率在中心頻率一定范圍內(nèi)變化的特點(diǎn)，動(dòng) 態(tài)構(gòu)建攻擊信號，使得對目標(biāo)位置的信息進(jìn)行更改，從而使攻擊更加靈活、高效，并降低了 復(fù)雜性。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，由于GPS信號無法傳播到室內(nèi)、地下和隧道中，且易受到大樹、山脈、城市 內(nèi)部高大建筑的遮擋二發(fā)生多徑效應(yīng)，難以應(yīng)用到室內(nèi)環(huán)境中。室內(nèi)定位技術(shù)以其對GPS 定位性能的彌補(bǔ)和其在定位搜救、公共安全、軍事以及商業(yè)等方面的良好應(yīng)用前景而備受 矚目，成為目前定位技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一?；谡{(diào)頻信號的室內(nèi)定位系統(tǒng)主要分為基于數(shù) 據(jù)庫和傳播模型兩大類技術(shù)手段?；跀?shù)據(jù)庫的技術(shù)在室內(nèi)多個(gè)位置預(yù)先進(jìn)行多次的調(diào)頻 信號強(qiáng)度采集，將位置與信號強(qiáng)度一一對應(yīng)存入數(shù)據(jù)庫中，用戶獲得調(diào)頻信號的信號強(qiáng)度 時(shí)，與數(shù)據(jù)庫中的位置-信號強(qiáng)度對進(jìn)行匹配，從而獲得位置信息?；趥鞑ツＰ偷募夹g(shù)避 免了多次的人工測量和數(shù)據(jù)庫的建立階段，通過對多徑效應(yīng)的研究，建立起從調(diào)頻信號基 站到室內(nèi)用戶之間的無線信號傳播模型，從而計(jì)算出用戶和基站之間的距離，通過多基站 聯(lián)合測量，采用三角定位法確定位置。
[0003] 位置欺騙攻擊是指攻擊者對正常用戶所處位置的位置信息進(jìn)行篡改，使得正常用 戶在需要獲得其所在位置信息時(shí)，獲得攻擊者篡改后的位置信息，導(dǎo)致位置信息獲取錯(cuò)誤。 在GPS定位系統(tǒng)中，通過攔截GPS信號，修改包內(nèi)位置坐標(biāo)進(jìn)行攻擊。在調(diào)頻信號室內(nèi)定位 系統(tǒng)中，由于調(diào)頻信號自身不包含任何位置信息，且攻擊者不易判斷定位系統(tǒng)采用何種技 術(shù)，并不能使得位置欺騙攻擊達(dá)到準(zhǔn)確，動(dòng)態(tài)的要求。目前尚未有工作針對調(diào)頻信號室內(nèi)定 位系統(tǒng)進(jìn)行位置欺騙。通過對調(diào)頻信號室內(nèi)定位系統(tǒng)位置欺騙攻擊技術(shù)的研究，能夠針對 其采取有效防御措施，降低室內(nèi)位置信息服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)性，保障調(diào)頻信號室內(nèi)定位的安全有 效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提出一種調(diào)頻信號室內(nèi)定位系統(tǒng)的欺騙攻擊方 法，充分結(jié)合了調(diào)頻信號和調(diào)頻信號室內(nèi)定位系統(tǒng)的特點(diǎn)，利用目標(biāo)位置和虛假位置的信 號強(qiáng)度，和調(diào)頻信號的振幅和中心頻率來構(gòu)建攻擊信號，利用調(diào)頻信號載波的周期計(jì)算攻 擊信號的發(fā)射時(shí)間，降低了對攻擊信號構(gòu)建的復(fù)雜性，提高了攻擊的有效性。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種調(diào)頻信號室內(nèi)定位系統(tǒng)的欺騙攻擊方法，調(diào)頻信號室內(nèi)定位系統(tǒng)包含調(diào)頻信 號基站、攻擊者以及使用調(diào)頻信號室內(nèi)定位系統(tǒng)的正常用戶；所述方法包括如下步驟：
[0007] S1攻擊者檢測調(diào)頻信號頻譜：
[0008] 1. 1)攻擊者使用自身天線掃描調(diào)頻信號所處的頻譜，獲得調(diào)頻信號載波的振幅和 中心頻率；
[0009] 1. 2)設(shè)定首次檢測調(diào)頻信號頻譜的時(shí)刻；
[0010] 1. 3)攻擊者通過實(shí)地檢測確定攻擊目標(biāo)的位置，并根據(jù)自身需要設(shè)定虛假位置；
[0011] S2攻擊者構(gòu)建攻擊信號：
[0012] 2. 1)攻擊者使用自身天線，檢測目標(biāo)位置和虛假位置的調(diào)頻信號強(qiáng)度；
[0013] 2. 2)利用目標(biāo)位置和虛假位置的調(diào)頻信號強(qiáng)度計(jì)算攻擊信號的振幅；
[0014] 2. 3)利用攻擊信號的振幅、調(diào)頻信號載波的振幅和中心頻率構(gòu)建攻擊信號；
[0015] S3計(jì)算攻擊信號發(fā)射時(shí)間：
[0016] 3. 1)計(jì)算調(diào)頻信號載波的周期；
[0017] 3. 2)利用調(diào)頻信號載波的周期計(jì)算攻擊信號的發(fā)射時(shí)間；
[0018] S4發(fā)射攻擊信號：在步驟S3計(jì)算所得的發(fā)射時(shí)間內(nèi)發(fā)射攻擊信號，使得處于目標(biāo) 位置的正常用戶獲得虛假位置的信息。
[0019] 需要說明的是，步驟1. 1)中，調(diào)頻信號載波是頻率為f，振幅為a的正弦波。
[0020] 需要說明的是，步驟2. 2)中攻擊信號的振幅計(jì)算如下：
[0022] 其中A表示攻擊信號的振幅，a表示調(diào)頻信號載波的振幅，r表示目標(biāo)位置的調(diào)頻 信號強(qiáng)度，R表示虛假位置的調(diào)頻信號強(qiáng)度。
[0023] 需要說明的是，步驟2. 3)中，攻擊信號按下式進(jìn)行構(gòu)建：
[0025] 其中Y表示攻擊信號，A表示步驟2. 2)中計(jì)算得出的攻擊信號的振幅，cos表示余 弦函數(shù)，31表示圓周率，f表示調(diào)頻信號載波的中心頻率，t表示時(shí)間，P表示調(diào)頻信號的相 位。
[0026] 需要說明的是，步驟3. 1)中，調(diào)頻信號載波的周期按照下式進(jìn)行計(jì)算：
[0027] Δ = l\f ；
[0028] 其中Δ表示調(diào)頻信號載波的周期，f表示調(diào)頻信號載波的中心頻率。
[0029] 需要說明的是，步驟3. 2)中，攻擊信號的發(fā)射時(shí)間計(jì)算如下：
[0030] T = w+n Δ ；
[0031] 其中T表示攻擊信號的發(fā)射時(shí)間，w表示步驟1. 2)中設(shè)定的首次檢測調(diào)頻信號頻 譜的時(shí)刻，η表示任意正整數(shù)，Δ表示調(diào)頻信號載波的周期。
[0032] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0033] 第一、本發(fā)明在構(gòu)建攻擊信號、計(jì)算攻擊信號發(fā)射時(shí)間時(shí)，將調(diào)頻信號粗略看作頻 率為中心頻率、振幅為調(diào)頻信號振幅的的正弦信號，通過疊加一個(gè)反相位的正弦信號，對調(diào) 頻信號進(jìn)行削減或增強(qiáng)，進(jìn)而改變調(diào)頻信號的信號強(qiáng)度，降低了欺騙攻擊實(shí)現(xiàn)的難度；
[0034] 第二、本發(fā)明利用目標(biāo)位置和虛假位置的信號強(qiáng)度，和調(diào)頻信號的振幅和中心頻 率來構(gòu)建攻擊信號，需要信息少，構(gòu)造方法簡單，針對不同的目標(biāo)位置及虛假位置，攻擊者 可動(dòng)態(tài)地進(jìn)行攻擊，降低了對攻擊信號構(gòu)建的復(fù)雜性；
[0035] 第三、本發(fā)明利用調(diào)頻信號載波的周期計(jì)算攻擊信號的發(fā)射時(shí)間，使得攻擊信號 和調(diào)頻信號得以同步，保證了攻擊信號對調(diào)頻信號振幅上的增減作用，提高了攻擊效率。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)