Sabe as implicações de falsificação (spoofing) e interferência (jamming) em aplicações de datalink na aviação?
Por Comandante Bassani - ATPL/B727/DC10/B767 - Ex-Inspetor de Acidentes Aéreos SIA PT.
Email - voopessoal@gmail.com - Fev/2025 - https://www.personalflyer.com.br/
As aplicações de datalink na aviação, como as comunicações por datalink entre controlador e piloto (CPDLC1) e a vigilância dependente automática por contrato (ADS-C2), foram desenvolvidas para complementar os sistemas de comunicação tradicionais e suportar o crescente volume de tráfego aéreo. Essas tecnologias são amplamente utilizadas para autorizações de partida, serviços em rota (como alterações de altitude e plano de voo), vigilância e relatórios de tráfego aéreo, bem como designações de frequências de rádio.
No entanto, apesar de sua importância, esses sistemas introduzem potenciais vulnerabilidades que podem ser exploradas por atacantes maliciosos. Diferentemente dos ataques convencionais, que manipulam instrumentos para influenciar a tomada de decisão, os ataques aos sistemas de datalink e GPS3 oferecem aos adversários novos vetores para impactar diretamente a decisão da tripulação por meio de mensagens falsas e instruções manipuladas.
Vulnerabilidades e impactos na navegação aérea
Os sistemas GPS/GNSS4 são especialmente suscetíveis a interferências (jamming) e falsificação de sinais (spoofing) devido à fraqueza de seus sinais e à ausência de mecanismos de autenticação ou criptografia. Esses problemas são agravados pela dependência crescente da aviação nesses sistemas, utilizados em comunicação, navegação, vigilância e segurança. Ataques a esses sistemas podem gerar alertas falsos, aumentar a carga de trabalho dos pilotos e, em última instância, comprometer a segurança das operações aéreas.
Por meio de uma análise geoespacial de dados históricos, foram identificadas 48 regiões vulneráveis ao redor do mundo, onde as condições são 90% favoráveis para ataques coordenados envolvendo múltiplas aeronaves. Além disso, um bloqueador reativo (reactive jammer) desenvolvido para esses ataques demonstrou um tempo de reação de apenas 1,48 milissegundos e uma taxa de sucesso de 98,85%. Embora ataques isolados tenham uma probabilidade reduzida de causar acidentes, a ameaça se intensifica quando combinada com ações direcionadas a outros sistemas aviônicos. A detecção de ataques de jamming é uma ferramenta importante para melhorar a eficiência de recursos de redes de comunicação resilientes a jammers. Detectar jammers reativos é especialmente difícil, pois o invasor é cognitivo e foca apenas nos canais usados.
Medidas para mitigação
A Administração Federal de Aviação (FAA), a ICAO e a Agência Europeia para a Segurança da Aviação (EASA) estão empenhadas em mitigar esses riscos por meio de medidas técnicas, operacionais e de conscientização. As principais recomendações incluem:
Treinamento de tripulações
As tripulações precisam ser melhor treinadas para detectar e lidar com falhas ou incidentes de falsificação dos dados de GPS. Isso inclui reconhecer sinais típicos de interferência nos sistemas de navegação e implementar um plano de contingência claro em caso de mau funcionamento.
Modernização de tecnologias
Os equipamentos de navegação devem ser atualizados para torná-los mais resistentes a sinais falsos. Sistemas modernos precisam detectar sinais falsos e, sempre que necessário, utilizar fontes alternativas de navegação.
Colaboração aprimorada
É essencial que as companhias aéreas, os controladores de tráfego aéreo (ATC) e as autoridades compartilhem informações em tempo real sobre interrupções nos sistemas GPS. Essa colaboração garantirá que incidentes sejam resolvidos de forma rápida e eficaz.
Redundância nos sistemas de navegação
Recomenda-se o uso de múltiplas fontes de navegação, como os sistemas de navegação inercial (INS), como uma rede de segurança em casos de comprometimento dos dados do GPS.
Orientações e diretrizes
A FAA tem emitido orientações para operadores e fabricantes sobre operações em ambientes com interferências, além de desenvolver guias ("playbooks") para lidar com eventos futuros de interferência.
Pesquisa e desenvolvimento
Avaliação de ferramentas para aumentar a consciência situacional de todos envolvidos, pesquisa sobre antenas resistentes a interferências e modernização de sistemas aviônicos para reduzir vulnerabilidades.
Notificação de incidentes
Pilotos e operadores devem relatar imediatamente qualquer ocorrência de interferência ou falsificação de sinais para que as autoridades possam responder rapidamente e ajustar estratégias de mitigação.
Nível organizacional
Recomenda-se a coleta e análise de relatórios de incidentes relacionados e a comunicação efetiva com operadores e tripulações sobre áreas afetadas. É essencial realizar uma avaliação abrangente dos riscos, considerando o impacto da perda do GNSS em outros sistemas que dependem desse sinal confiável, especialmente ao despachar aeronaves com sistemas de rádionavegação inoperantes, quando autorizado pelo MEL (Minimum Equipment List).
Medidas proativas incluem a implementação de procedimentos específicos, como instruir as tripulações a desativar a função de "Terrain Look Ahead" para evitar alertas indevidos e desligar as atualizações de posição GNSS, evitando que o problema se propague para outros sistemas (Skybrary). Além disso, a capacitação adequada de tripulações de voo e controladores de tráfego aéreo é indispensável, assim como a manutenção de infraestrutura terrestre de navegação (VOR/DME5) e cobertura de vigilância (radar/MLAT6).
Outro aspecto crítico é a conscientização contínua da equipe sobre as questões relacionadas à perda do GNSS, promovendo a troca de informações e a identificação precoce de desvios de aeronaves com suporte a sistemas, como o RAM (Runway Awareness and Advisory System7).
Conclusão
Dado o papel crucial dos sistemas de datalink e GPS/GNSS na aviação moderna, a segurança dessas tecnologias deve ser prioridade absoluta. O reforço das capacidades de navegação, a colaboração entre os profissionais do setor e a implementação de sistemas redundantes são fundamentais para proteger as operações aéreas contra ameaças crescentes. Com um esforço coordenado, a indústria poderá continuar a garantir a segurança e a eficiência do transporte aéreo global.
Fontes:
2009 - Commission Regulation (EC) No 29/2009 of 16 January 2009 laying down requirements on data link services for the single European sky http://data.europa.eu/eli/reg/2009/29/oj/eng.
2022 - Reactive jammer detection in OFDM with index modulation - Physical Communication - December
2024/Jan FAA SAFO 24002: Recognizing and Mitigating Global Positioning System (GPS) / Global Navigation Satellite System (GNSS) Disruptions.
2024 - EASA partners with IATA to counter aviation safety threat from GNSS spoofing and jamming
Glossário
1 - CPDLC - Controller Pilot Data Link Communications - é definido como um meio de comunicação entre o controlador de tráfego aéreo e os pilotos, usando link de dados para comunicações de controle de tráfego aéreo (ATC).
2 - ADS-C - Automatic Dependent Surveillance-Contract (ADS-C) funciona de forma similar ao ADS-B, mas os dados são transmitidos com base em um contrato explícito entre um ANSP (Air Navigation Service Provider) e uma aeronave. Este contrato pode ser um contrato de demanda, um contrato periódico, um contrato de evento e/ou um contrato de emergência.
3 - O Sistema de Posicionamento Global é um sistema de radionavegação baseado no espaço que consiste em uma constelação de satélites que transmitem sinais de navegação e uma rede de estações terrestres e estações de controle de satélite usadas para monitoramento e controle.
4 - GPS, WAAS e ABAS são chamados coletivamente de Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS).
5 - VOR/DME - é um rádio VHF omnidireccional que combina um alcance com um equipamento de medição de distância (DME).
6- Multilateration (MLat) é uma tecnologia comprovada que tem sido usada por muitas décadas em aplicações de navegação e vigilância.
6 - RAM - Um dos vários aprimoramentos de software relacionados disponíveis em modelos posteriores de Sistemas de Alerta de Proximidade do Solo Aprimorados.
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