時間， 時間，還是時間！時間功能是所有國家基礎(chǔ)設(shè)施安全的基本保障，也是智能化自動化的關(guān)鍵之關(guān)鍵，是重中之重。隨著智能手機革命的來到，人們越來越依賴當今的全球技術(shù)網(wǎng)絡(luò)。至今，利用堅強性PNT 保護數(shù)據(jù)中心和移動設(shè)備的重要性怎么強調(diào)也不為過。但是,為了達成此目的的最佳方法是什么?
互聯(lián)設(shè)備和云的應(yīng)用是當今大多數(shù)人的主要技術(shù)來源，而且這些以某種方式連接到數(shù)據(jù)中心的設(shè)備數(shù)量呈指數(shù)級增長。在世界各地,存在大大小小的難于計數(shù)的數(shù)據(jù)中心，這些數(shù)據(jù)中心正在存儲、更新和檢索全球數(shù)據(jù)。GNSS信號對位于不同時區(qū)和分散在世界各地的連接設(shè)備所收集的數(shù)據(jù)打上位置和時間戳，并且還提供關(guān)鍵的時間同步，支持在不同位置的多種數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)存儲、路由和交換。
至關(guān)重要的是保護數(shù)據(jù)中心及其GNSS信號連接免受系統(tǒng)故障、干擾、欺騙，乃至擾亂和阻斷服務(wù)。隨著對GNSS信號的依賴和連接設(shè)備的數(shù)量增加，GNSS故障的威脅也在增加。在網(wǎng)絡(luò)中任何點位上出現(xiàn)故障或不可用的定位、導(dǎo)航和定時（PNT）信息，都可能危及安全性并導(dǎo)致完全中斷用戶服務(wù)。
本文來自于《GPS World》最近發(fā)表的一篇文章，強調(diào)堅強性PNT保護全球技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的問題。文章探討了數(shù)據(jù)中心的作用，以及它們與設(shè)備的持續(xù)連接，如何實現(xiàn)今天人們使用的幾乎所有數(shù)字技術(shù)。它除了提供有關(guān)如何通過實用、經(jīng)濟有效的方法確保連續(xù)信號監(jiān)測和保護的信息之外，還確定了為什么我們應(yīng)該保護這種互聯(lián)數(shù)據(jù)系統(tǒng)免受GNSS信號干擾和中斷的關(guān)鍵原因。
全球技術(shù)網(wǎng)絡(luò)。從云軟件到移動電話和筆記本電腦的應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心和連接設(shè)備幾乎影響著我們數(shù)字生活的方方面面。他們存儲我們的個人文件、照片庫和其他無價的個人數(shù)據(jù)。他們還會跟蹤商務(wù)文檔，軟件許可證和其他重要業(yè)務(wù)信息。在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施中，它們支持社會最重要服務(wù)的日常運營，如公用事業(yè)、銀行和金融交易、電信、安全、醫(yī)療和國防系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)中心使用時間戳作為存儲、組織和檢索數(shù)據(jù)的關(guān)鍵機制。除了按授權(quán)用戶對數(shù)據(jù)進行分類和其他相關(guān)標識信息之外，時間戳還使數(shù)據(jù)中心能夠監(jiān)控修訂并檢索最新版本的數(shù)據(jù)。在基于云的應(yīng)用中，時間戳數(shù)據(jù)使用是個很好的例子，由于有了時間戳，才能讓數(shù)十萬用戶同時訪問，而不至于亂了套。在這樣的環(huán)境中，數(shù)據(jù)是動態(tài)的并且經(jīng)常變化，這可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突。通過精準、可靠的時間戳，基于云的應(yīng)用，以確定接收數(shù)據(jù)的順序，可以解決此類沖突。
為什么我們需要保護數(shù)據(jù)中心和連接設(shè)備相關(guān)的GNSS信號免受干擾？GNSS信號是我們許多日常任務(wù)的順理成章的促進者。在討論為什么保護這些信號會是很重要時，通常更容易想象的是，如果沒有這些信號提供的精準可靠的PNT信息會發(fā)生什么？人們需要了解任何操作系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵信息：位置和時間。因為我們需要確切地知道數(shù)據(jù)或資產(chǎn)的位置，并且我們需要可靠，一致的時間參考來同步系統(tǒng)操作的數(shù)據(jù)和資產(chǎn)的移動。
全世界有許多記錄在案的GNSS信號受到干擾、欺騙和阻斷服務(wù)的攻擊實例，通過簡單的互聯(lián)網(wǎng)搜索很容易找到這些例子，以下是一些示例，說明信號在移動或固定位置受到危害但未脫機時可能發(fā)生的情況。用戶可能仍然看到信號正在工作，沒有跡象表明兩個關(guān)鍵信息，位置和時間正在被中斷：
如果安全攝像頭系統(tǒng)上的時間戳被欺騙，以顯示與實際時間不同的時間。監(jiān)視系統(tǒng)視頻的時間戳不正確或缺失是視頻證據(jù)在法庭上被視為不可接受的最常見原因。糟糕的時間戳?xí)p害視頻的可信度，難于成為無可辯駁的證據(jù)，并且容易引起爭議。
如果一個壞人對于金融交易系統(tǒng)實施時間欺騙。由于這些關(guān)鍵系統(tǒng)依賴于基于GNSS的時間和同步，因此對其定時基礎(chǔ)設(shè)施的攻擊可能會對市場產(chǎn)生重大影響并造成數(shù)十億計的美元損失。
如果手機或車輛上的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)給出了錯誤的指向，那會如何？由于誤信您的設(shè)備顯示的路線，您可能會在荒野中迷路或遇到危險的駕駛環(huán)境條件。
如果有更多人開始使用商用干擾機怎么辦？一些卡車司機為逃避雇主的監(jiān)控，已經(jīng)在他們的車輛中使用未經(jīng)授權(quán)的GPS干擾器而被捕，。在許多情況下，這些干擾設(shè)備已經(jīng)影響到其附近的關(guān)鍵系統(tǒng)，如空中交通管制、金融數(shù)據(jù)中心和其他關(guān)鍵操作。這些干擾造成GNSS信號中斷的發(fā)生率正在上升。
如果使用時間控制作為門禁控制系統(tǒng)的安全設(shè)施，該系統(tǒng)設(shè)置為在特定時間自動鎖門和解鎖門。如果有人欺騙了該系統(tǒng)所使用的時間，他們就可以欺騙大門解鎖并獲得進入。
我們也看到無意或環(huán)境信號干擾的增加，在高密度發(fā)達區(qū)域，如城市峽谷中，會發(fā)生各種無線傳輸系統(tǒng)可能干擾GNSS接收的情況。
哪種技術(shù)解決方案最適合保護數(shù)據(jù)中心和GNSS信號？
保護GNSS依賴系統(tǒng)的第一步是測試系統(tǒng)的漏洞，或者脆弱性所在。GNSS模擬器和測試協(xié)議可以模擬欺騙、干擾或阻斷服務(wù)的各種各樣攻擊，以評估系統(tǒng)對于每種情況的響應(yīng)。了解系統(tǒng)的獨特挑戰(zhàn)和弱點可以幫助堅強性PNT專家為該系統(tǒng)設(shè)計最佳解決方案。
固定站點位置的最常見配置之一包括高度可靠的網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器，以確保將精準的時間戳應(yīng)用于每個數(shù)據(jù)點。對于任何關(guān)鍵應(yīng)用，建議使用能夠識別出現(xiàn)錯誤或受到欺騙的GNSS信號時間服務(wù)器。此外，可以安裝時間序列數(shù)據(jù)庫以對帶有時間戳的數(shù)據(jù)進行分類和組織，同時識別數(shù)據(jù)中的任何不規(guī)則性。
一旦擁有可靠的時間戳和時間服務(wù)器管理系統(tǒng)，您還需要持續(xù)監(jiān)控信號以檢測干擾并發(fā)出警報。GNSS信號監(jiān)測系統(tǒng)可以讓您立刻知道系統(tǒng)受到攻擊的時間。GNSS威脅分類系統(tǒng)可以通過信號濾波來中和干擾，并根據(jù)威脅的性質(zhì)識別威脅的類型并緩解威脅。
防止GNSS干擾的最佳方法是首先拒絕干擾信號接入接收機。智能天線技術(shù)聚焦天線波束，以跟蹤來自衛(wèi)星的良好信號，并拒絕來自干擾源的不良信號。諸如扼流圈天線之類的不太復(fù)雜的解決方案可用于抑制來自于地面的干擾，這是大多數(shù)GNSS干擾源存在的地方，并且它們提供良好的第一級保護。通過使用與GPS / GNSS分開操作的替代信號也可以實現(xiàn)連續(xù)PNT接入，并且不易受到困擾GNSS信號的信號攻擊。
新興的PNT技術(shù)。在今后的幾年中，移動PNT數(shù)據(jù)的新應(yīng)用，將進一步強調(diào)維護系統(tǒng)完好性以抵御威脅的需要。以下是新興技術(shù)的幾個例子。這些只是提供突飛猛進的新優(yōu)勢的許多新技術(shù)創(chuàng)新中的幾個例子。
5G用于移動互聯(lián)網(wǎng)和電信服務(wù)，但由于對微秒級同步的特定需求，保護這些系統(tǒng)中使用的保真度的挑戰(zhàn)將變得更加重要。
隨著人們越來越意識到需要保護GNSS信號免受威脅，個人需要確定他們?nèi)绾卧谖锫?lián)網(wǎng)和支持GIS的電子商務(wù)中保護他們自己的GNSS依賴系統(tǒng)。個人PNT保護是一個新興的技術(shù)領(lǐng)域，可以幫助個人保護人員及其移動設(shè)備，以確保GNSS在需要時保持在那里。無論您是開始遠程徒步旅行還是海上探險，在事故發(fā)生后與緊急調(diào)度員能夠分享您的坐標，或者只是在深夜徒步穿越新城市，擁有堅強性GNSS信號支持正變得必不可少。
現(xiàn)在可以使用替代信號，這些新的信號選項，如STL（衛(wèi)星時間和位置），可以在提供更好的隱私和安全功能方面發(fā)揮重要作用。這種信號分集將通過增加設(shè)備接收可靠PNT數(shù)據(jù)的能力來幫助抵御威脅和干擾。
又一項令人興奮的技術(shù)發(fā)展是智能城市的概念，其中技術(shù)有機會提高效率，減少浪費并為公眾提供許多便利。隨著我們更多城市系統(tǒng)的自動化，必須保護這些與GNSS密切相關(guān)的系統(tǒng)免受意外和惡意干擾，以確保這些系統(tǒng)能夠根據(jù)可靠精準的PNT數(shù)據(jù)做出決策。
智能交通系統(tǒng)（ITS），能夠改變當今人員和貨物的運輸方式，拯救生命并將貨物比以往更有效地推向市場。需要在任何時刻確切地知道無人駕駛車輛相對于其他車輛的位置，僅僅是依賴于GNSS信號的堅強性PNT技術(shù)要求之一。
最后，經(jīng)過身份驗證的時間和位置信息，可以幫助增加許多應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)安全，方法是將數(shù)據(jù)訪問限制在一個非常特定的時間窗口，并且僅限于精確的位置。這是一個網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，有可能增加新的身份驗證層來保護用戶及其數(shù)據(jù)。隨著連接設(shè)備成為我們進入世界的最前沿，安全可靠的PNT技術(shù)比以往任何時候都更加重要。
保護我們的虛擬大腦。數(shù)據(jù)中心是當今的技術(shù)中心，它們與各種各樣設(shè)備的持續(xù)連接提高了我們即時訪問關(guān)鍵信息的能力。這個聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)充當虛擬大腦，保存我們的個人記憶，繪制我們的進展圖表，使我們能夠分享結(jié)果，并幫助我們比以往更快地提供新的技術(shù)進步。
在我們準備采用新技術(shù)時，應(yīng)首先解決當今的PNT技術(shù)挑戰(zhàn)，并確保GNSS信號具有堅強性和可靠性。有了這個堅實的基礎(chǔ)，我們就能更好地保護現(xiàn)有系統(tǒng)，并跟上克服不斷變化的威脅的步伐，否則會危及這些新能力的功能、安全性和保全性。
環(huán)球新時空
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