İnsansız hava araçlarında GPS spoofing saldırısının analizi ve yapay zeka ile tespiti

İnsansız Hava Araçları, askeri operasyonlardan sivil altyapı uygulamalarına, tarımsal izleme faaliyetlerinden afet yönetimine kadar geniş bir yelpazede kullanılmakta olup, bu sistemlerin artan otonomi düzeyleri, Küresel Navigasyon Uydu Sistemleri başta olmak üzere çeşitli teknolojilere bağımlılıklarını artırmıştır. Ancak özellikle GPS altyapısına dayanan konumlandırma ve yön bulma işlemleri, sinyallerin zayıf, doğrulanmamış ve açık yapısı nedeniyle siber saldırılara açık hale gelmektedir. Bu çalışmada, GPS jamming ve spoofing saldırılarının İHA sistemleri üzerindeki etkileri deneysel olarak analiz edilmiş; saldırıların gerçek zamanlı olarak tespit edilmesini sağlayacak yapay zekâ tabanlı bir sistem önerilmiştir. Çalışmada HackRF One ile sahte GPS sinyalleri üretilerek, Pixhawk 2.4.8 uçuş kontrol kartına sahip bir İHA sistemi üzerinde jamming ve spoofing senaryoları uygulanmış; bu süreçte elde edilen veriler telemetri aracılığıyla toplanmış ve yedi farklı makine öğrenmesi algoritmasıyla analiz edilmiştir. AdaBoost, ANN, KNN, XGBoost, RFC, SVM ve CatBoost modelleri doğruluk, hassasiyet, geri çağırma ve işlem süresi gibi metrikler açısından karşılaştırılmış; en uygun model olarak seçilen XGBoost, yüksek doğruluk oranı olarak %96.40 ve düşük test süresi olarak 0.0101s ile öne çıkmıştır. Model Raspberry Pi'yle uçuş kontrol kartına entegre edilerek gerçek zamanlı tespit sistemi olarak sahada başarıyla test edilmiştir. Geliştirilen sistem, düşük maliyetli donanım ve açık kaynak yazılım altyapısıyla çalışabilmekte olup hem sahte GPS sinyallerini hem de sinyal kesintilerini yüksek doğrulukla tespit edebilmekte, bu yönüyle İHA'ların görev güvenliğine katkı sağlamaktadır. Elde edilen sonuçlar, önerilen yöntemin hem askeri hem de sivil İHA uygulamalarında GNSS güvenliğini artırma potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymakta; ayrıca sistemin, ileri aşamalarda çoklu sensör entegrasyonu ve dinamik öğrenme mekanizmaları ile daha güçlü, uygulanabilir ve geniş kapsamlı bir çözüm haline getirilebileceğini göstermektedir.