נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
אבטחת סייבר לדור הבא של רשתותת לווינים נמוכי מסלול
cyber security for next generation LEO satellite network
תקציר בעיברית
כיום לוויינים נמוכי מסלול יכולים לאפשר תקשורת אינטרנטית גלובלית מהירה ואמינה. אולם, לוויינים אלו פגיעים ביותר להתקפות פיזיות מסוג מניעת שירות (Denial of Service - DoS), נגדן אנו מגנים. אנו מציעים גישה חדשנית על ידי שימוש באנטנת מערך מופע (Phased Array) בתדרי Sub-Thz. אנטנת מערך מופע מאפשרת לנטרל הפרעות מכיוונים ספציפיים, בתהליך שנקרא Adaptive Nulling. תדרי Sub-Thz מאפשרים תעבורת מידע גדולה ואלומת אות צרה יותר. את האלגוריתם ההגנתי שלנו בדקנו בתוכנת MATLAB, שהציג תוצאות מצוינות. אולם, במציאות התנאים אינם מושלמים. בתדרי Sub-Thz אלומות האותות צרות, לכן כל רעש בגודל ∆θ° יפגע בנטרול ההפרעה. הפרויקט שלנו העלה כי ישנה ירידה חדה בערכי ה- SNR(יחס אות לרעש) לכל סטייה זוויתית של הנטרול מכיוון ההפרעה. עבור ∆θ=0.1°, יחס האות לרעש ירד ב: -1.08 dB מערכו המקסימלי של 10dB. לסיכום, אנו מסיקים שאנטנות מערך מופע מהוות פתרון מצוין להגנה נגד מתקפות סייבר לווייניות. עם זאת, בדיקות נוספות נדרשות להיעשות בסביבת אמת, כדי לוודא מסקנות אלה. אנו צופים, כי תחת הרעשים הזוויתיים שתוארו קודם, המערכת ההגנתית שלנו תתרום רבות ותספק מעטפת הגנתית יעילה ללוויינים. מילות מפתח: לוויינים נמוכי מסלול, תקשורת אינטרנטית, התקפת מניעת שירות פיזית, שיבוש אות, אנטנת מערך מופע, תדרי Sub-Thz, רוחב אלומה, נטרול זוויתי, רעש זוויתי, יחס אות לרעש.
תקציר באנגלית
Today, Low-Earth-Orbit satellite constellations can allow fast and reliable global internet. However, they are highly vulnerable to physical Denial of Service cyber-attacks, which we aim to defend against. We propose a new approach, using a Phased Array Antenna in Sub-Thz frequencies. Phased array allows to cancel interferences by beamforming the antenna (Adaptive Nulling). Sub-Thz frequencies allow higher data rates and narrower beams. We simulated our defensive algorithm using MATLAB and achieved excellent results. Yet in reality, conditions aren’t perfect. Sub-Thz beamwidth is narrower, therefore beamforming noise (∆θ°) may impair nullification. Our examination showed sharp decrease in SNR for every deviation. For ∆θ=0.1°, our SNR was lower by -1.08 dB from the maximum 10dB. Our conclusion holds that Phased Array Antennas offer an excellent defense against satellite cyber-attacks. With that being said, more testing must be done in real environment. We predict that under the described angular deviations our defensive proposal will greatly contribute to satellite’s defense. Keywords: LEO satellite, Global Internet, DoS physical Cyber Attack, Jamming, Phased Array Antenna, Sub-Thz, Beamforming, Beamwidth, Adaptive Nulling, Directional deviation, SNR.