• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.545-557
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• 2018

The Global Positioning System (GPS) has become popular and widely used in many fields from military to civilian applications. However, GPS signals are suffered from interference due to its weak signal over wireless channel. There are many types of interference, such as jamming, blocking multipath, and spoofing, which can mislead the operation of GPS receiver. In this paper, vector-based tracking loop model with integrity check is proposed to detect and mitigate the harmful effect of interference on GPS receiver operation. The suggested methods are implemented in the tracking loop of GPS receiver. As a first method, integrity check with carrier-to-noise ratio (C/No) monitoring technique is applied to detect the presence of interference and prevent contaminated channels out of tracking channels to calculate position. As a second method, a vector-based tracking loop using Extended Kalman Filter with adaptive noise covariance according to C/No monitoring results. The proposed methods have been implemented on simulated dataset. The results demonstrates that the suggested methods significantly mitigate interference of Additive White Gaussian Noise (AWGN) and improve position calculation by 44%.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.47-55
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• 2019

최근 GPS 재밍으로 인한 피해가 증가되면서 GPS 재밍을 탐지하고 대비하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 다중 GPS 수신채널과 3가지 기계학습을 이용한 GPS 재밍 탐지 방법을 다루고 있다. 제안된 다중 GPS 채널은 항재밍 기능이 없는 상용 GPS 수신기와 항잡음 재밍능력만 있는 수신기, 항잡음/항기만 재밍능력이 있는 수신기로 구성되고 운용자는 각각의 수신기에 수신된 좌표를 비교하여 재밍신호의 특성을 식별할 수 있다. 본 논문에서는 신호특성이 다른 각각의 5개 재밍신호를 입력하고, 3가지 기계학습방법(AB: Adaptive Boosting, SVM: Support Vector Machine, DT: Decision Tree)을 이용하여 재밍탐지 시험을 수행하였다. 시험 결과 머신러닝 기법을 단독으로 사용하였을 때 DT 기법이 96.9% 탐지율로 가장 우수한 성능을 보였으며 이진분류기 기법에 비해 모호성 낮고 하드웨어가 단순하여 GPS 재밍탐지에 효과적임을 확인하였다. 또한, 모호성을 해결해주는 추가기법을 적용할 경우 SVM 기법을 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.63-64
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• 2008

GPS의 활용 분야는 군용 항법 시스템에서 항공, 선박 등의 개인 항법 시스템으로 확장되었다. GPS가 넓은 범위에서 응용됨에 따라 Jamming과 같은 고의적인 간섭 신호의 제거에 대하여 많은 연구가 진행되었다. 그러나 기만 신호의 특성이나 기만 기법에 대한 연구는 미비하다. 본 논문에서는 기만 신호의 구조와 기만 개념을 연구하였으며 기만신호의 생성 기법으로 항법 메시지를 이용한 기법과 GPS PRN 코드를 이용하여 TOA(Time of Arrival)에 오차를 인가하는 기법을 정리하고 이중 TOA에 오차를 인가하는 방식을 GPS 소프트웨어 플랫폼에 구현하여 기만신호를 생성하였다. 또한 기만 신호 대응 기법의 개발 텐 성능 분석을 위하여 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 생성한 기만 신호가 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제7권1호
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• pp.1-14
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• 2018

The Global Positioning System (GPS) provides more accurate positioning estimation performance by processing L1 and L2 signals simultaneously through dual frequency signal processing technology at the L-band rather than using only L1 signal. However, if anti-spoofing (AS) mode is run at the GPS, the precision (P) code in L2 signal is encrypted to Y code (or P(Y) code). Thus, dual frequency signal processing can be done only when the effect of P(Y) code is eliminated through the L2 signal processing technology. To do this, a codeless technique or semi-codeless technique that can acquire phase measurement information of L2 signal without information about W code should be employed. In this regard, this paper implements L2 signal processing technology where two typical codeless techniques and four typical semi-codeless techniques of previous studies are applied and compares their performances to discuss the optimal technique selection according to implementation environments and constraints.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.63-66
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• 2019

최근 드론 기술이 발전함에 따라 드론을 이용한 악의적 공격이 문제가 되고 있고, 악의적 공격을 목적으로 한 공격 드론을 탐지하는 안티 드론 기술(Anti -Drone Technology)이 요구되고 있다. 그러나 현재 사용되는 드론 탐지 시스템은 고가이면서도 운영인력이 많이 필요하다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 공격드론을 감시 정찰 가능한 안티드론에 대한 분석과 알고리즘을 이용한 안티드론 방식을 제안한다. 본 논문에서는 스니핑을 이용해 공격 드론을 파악하고 탐지한 후 현 GPS기반 탐지 시스템을 이용해 스푸핑을 통한 포획 및 탈취 알고리즘을 제안한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.38-43
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• 2015

본 논문에서는 소프트웨어로 검증된 GPS 신호생성 알고리즘을 FPGA 기반으로 구현함으로써 RF레벨에서 다중 위성신호를 실시간으로 생성 가능한 GPS 신호생성기에 대해 기술한다. 탑재된 신호생성 알고리즘은 궤도 및 환경 오차 모델을 반영하고 수신기 위치를 기반으로 위성 신호를 모의한다. GPS 신호생성기 하드웨어는 16개의 위성 신호를 실시간으로 생성할 수 있는 디지털보드와 IF Data를 RF 신호로 변환해주는 아날로그보드로 구성되어 있다. Windows 기반의 신호생성 시뮬레이터를 제어하는 소프트웨어를 통해 항법신호뿐만 아니라 기만신호, 재밍신호를 생성이 가능하며 GIS 화면위에서 수신기의 경로를 편집할 수 있는 시나리오 구성 기능이 제공된다. GPS 신호생성기는 성능은 상용수신기를 이용해 검증하였다. GPS 신호생성기를 이용한 응용 예로써 실내측위 시스템을 구성하고 시험하였으며 실내측위 시스템의 정확도를 개선하는 것은 추가적인 연구를 진행하고 있다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제11권1호
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• pp.1-9
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• 2022

Global Navigation Satellite System (GNSS) provides location information using signals from multiple satellites. However, a spoofing attack that forges signals or retransmits delayed signals may cause errors in the location information. To prevent such attacks, authentication protocols considering the navigation message structure of each GNSS can be used. In this paper, we analyze the authentication protocols of Global Positioning System (GPS), Galileo, and BeiDou, and compare the performance of Navigation Message Authentication (NMA) of the above systems, using several performance indicators. According to our analysis, authentication protocols are similar in terms of performing NMA and using Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA). On the other hand, they are different in several ways, for example, whether to perform Spreading Code Authentication (SCA), whether to use digital certificates and whether to use Timed Efficient Stream Loss-tolerant Authentication (TESLA). According to our quantitative analysis, the authentication protocol of Galileo has the shortest time between authentications and time to first authenticated fix. We also show that the larger the sum of the navigation message bits and authentication bits, the more severely affected are the time between authentications and the time to first authenticated fix.

• 정보보호학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.1069-1076
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• 2017

최근에 출시된 포켓몬고는 위치 기반의 실시간 증강 현실을 모바일로 구현한 온라인 게임이다. 이 게임의 올바른 플레이는 사용자들이 직접 이동해가며 출현하는 포켓몬을 수집하는 것을 기본 전개로 해야 하지만, 인기가 많아짐에 따라 쉽게 플레이하기 위한 악용 사례가 생겨났다. 가장 많이 사용되는 방법은 Fake GPS와 같은 모의 위치 서비스를 제공하는 애플리케이션을 사용하는 것으로, 이러한 애플리케이션을 이용하면 실내에서 이동하지 않고도 게임을 할 수 있기 때문에 온라인 게임에서의 부정행위로 판단할 수 있다. 이와 같은 부정행위를 클라이언트 관점(모바일 기기)에서 탐지하면 시스템 자원을 많이 소모할 수 있어 게임 속도를 급격히 저하시킬 수 있다. 개발사 입장에서는 게임 사용성과 사용자 만족도에 부정적인 영향을 주는 탐지 방법은 적용시키기가 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 서버 관점에서 GPS 위치 기록을 활용하여 생성한 이동경로를 분석하여 모의 위치 서비스를 온라인 게임에서 악용하는 사용자를 탐지하는 기법을 제시한다.

• 융합보안논문지
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• 제18권4호
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• pp.73-79
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• 2018

1910년대부터 드론은 군사용으로 주로 정찰, 공격 표적 등의 특수 목적으로 사용되다가 현재는 재난 방재, 탐사, 방송 촬영, 우범지역 감시 등 다양한 분야에서 유용하게 활용되고 있다. 드론의 활용이 군수분야부터 민간분야 이르기까지 폭넓게 사용됨에 따라 드론을 표적으로 한 전파교란, GPS 스푸핑, 하이재킹 등 해킹이 발생하기 시작했다. 최근에는 무선 네트워크 해킹에 드론을 사용한 사례가 발표된 바 있다. 특히, 군사 분야에서 드론에 인공지능 기술이 적용될 경우에는 드론에 의한 무인전투체계 해킹이 발생하게 될 것이다. 또한, 드론이 무선통신 중계소 역할을 하는 것처럼 해킹 프로그램을 탑재한 드론이 원거리에 위치하고 있는 해킹 실행 드론까지 해킹 프로그램을 중계하는 기능도 가능할 것이다. 아울러 GPS 교란 장치를 탑재하여 무인전투체계에 대한 신호 교란도 가능하게 될 것이다. 본 논문에서는 전장에서 드론을 이용한 보안 위협과 예상되는 해킹 시나리오를 제안함으로써 드론에 의한 보안 위협의 심각성을 인지시키고자 한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권6호
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• pp.592-599
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• 2010

In recent years, significant improvements have been made to the techniques used for analyzing satellite communication and attacking satellite systems. In 2003, a research team at Los Alamos National Laboratory, USA, demonstrated the ease with which civilian global positioning system (GPS) spoofing attacks can be implemented. They fed fake signals to the GPS receiver so that it operates as though it were located at a position different from its actual location. Moreover, Galileo in-orbit validation element A and Compass-M1 civilian codes in all available frequency bands were decoded in 2007 and 2009. These events indicate that cryptography should be used in addition to the coding technique for secure and authenticated satellite communication. In this study, we address this issue by using an authenticated key-exchange protocol to build a secure and authenticated communication channel for satellite communication. Our protocol uses identity-based cryptography. We also prove the security of our protocol in the extended Canetti-Krawczyk model, which is the strongest security model for authenticated key-exchange protocols, under the random oracle assumption and computational Diffie-Hellman assumption. In addition, our protocol helps achieve high efficiency in both communication and computation and thus improve security in satellite communication.