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Impact of Pilot Jamming Attacks on Digital Aeronautical Data Communications

Mielke, Daniel M. und Gräupl, Thomas und Gürbüz, Ayten (2021) Impact of Pilot Jamming Attacks on Digital Aeronautical Data Communications. In: 40th AIAA/IEEE Digital Avionics Systems Conference, DASC 2021. Digital Avionics Systems Conference (DASC) 2021, 2021-10-03 - 2021-10-07, San Antonio, USA. doi: 10.1109/DASC52595.2021.9594335. ISSN 2155-7195.

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Kurzfassung

Digitization of wireless communications has reached aviation, requiring reliable high-throughput wireless data links. However, wireless communication systems can be attacked with jamming, threatening digital aviation. Fortunately, jamming attacks are, in practice, limited by the radio hardware and energy available to the attacker. It is therefore important for an attacker to use its energy budget efficiently to perform a practical attack. In this paper we discuss the efficiency, impact, and mitigation of jamming attacks on modern OFDM-based aeronautical communication systems. Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) uses pilot symbols to estimate the channel’s frequency response which is the base of the channel equalization process. Bad channel estimation degrades the performance of the channel equalization, resulting in serious distortions of the received data frame. This makes pilot symbols an attractive target for attackers. For our analysis, we define multiple jamming strategies and analyze their performance with respect to several assumptions on the jammer’s synchronization capabilities. We show that targeted jamming attacks on pilot symbols can outperform classic jamming attacks, like broadband continuous wave jamming, not only in terms of the degradation of the system performance, but also in terms of the jamming efficiency. Finally, we discuss possible countermeasures against these types of attacks.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143566/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Impact of Pilot Jamming Attacks on Digital Aeronautical Data Communications
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mielke, Daniel M.Daniel.Mielke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0625-8910NICHT SPEZIFIZIERT
Gräupl, ThomasThomas.Graeupl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7864-774XNICHT SPEZIFIZIERT
Gürbüz, Aytenayten.guerbuez (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3106-6438NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2021
Erschienen in:40th AIAA/IEEE Digital Avionics Systems Conference, DASC 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/DASC52595.2021.9594335
ISSN:2155-7195
Status:veröffentlicht
Stichwörter:digital communications, jamming, multi-carrier systems, channel estimation
Veranstaltungstitel:Digital Avionics Systems Conference (DASC) 2021
Veranstaltungsort:San Antonio, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 Oktober 2021
Veranstaltungsende:7 Oktober 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AI - Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Cybersicherheitszentrierte Kommunikation, Navigation und Überwachung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Mielke, Daniel M.
Hinterlegt am:28 Okt 2021 13:50
Letzte Änderung:05 Jun 2024 08:08

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