GPS-Spoofing (im weiteren Sinne GNSS-Spoofing) ist eine nicht-kinetische „Soft-Kill“-Abwehrtechnik, bei der gefälschte Satellitensignale gesendet werden, um den GNSS-Empfänger (Global Navigation Satellite System) einer Drohne zu täuschen. Im Gegensatz zur Störung, bei der Signale lediglich überlagert werden, um einen Navigationsausfall zu verursachen, liefert das Spoofing dem Ziel falsche PVT-Daten (Position, Geschwindigkeit und Zeit), wodurch der Verteidiger den wahrgenommenen Standort der Drohne manipulieren kann.
Warum das wichtig ist
Spoofing ist ein entscheidendes Instrument zur gezielten Neutralisierung von Drohnen, insbesondere gegen “Dark Drones”, die autonom über vorprogrammierte Wegpunkte operieren, ohne auf Funkbefehlsverbindungen (RF) angewiesen zu sein. Durch die “Übernahme” des Navigationscomputers der Drohne können Sicherheitskräfte eine Bedrohung von geschützten Objekten ablenken und sie zu einem kontrollierten Ort für die forensische Bergung leiten, wodurch das Fluggerät für die digitale Zuordnung erhalten bleibt.
So funktioniert es
Beim GPS-Spoofing wird die relativ geringe Signalstärke echter GNSS-Satelliten ausgenutzt. Der Vorgang verläuft in der Regel in drei Schritten:
- Synchronisation: Der Spoofer erzeugt ein gefälschtes Signal, das mit der aktuellen Uhrzeit und den Umlaufbahndaten der legitimen Satellitenkonstellation übereinstimmt.
- Signalerfassung: Der Störer erhöht seine Sendeleistung, bis sie etwas stärker ist als die des echten Signals. Der Empfänger der Drohne, der darauf ausgelegt ist, das stärkste Signal zu verfolgen, stellt die Verbindung zur gefälschten Übertragung her.
- Übertragung: Sobald die Verbindung hergestellt ist, verändert der Spoofer schrittweise das Timing oder die Phase des Signals. Der Autopilot der Drohne “korrigiert” ihren Kurs, um gemäß den falschen Daten auf der vorgesehenen Flugbahn zu bleiben, und lenkt das Fluggerät so effektiv auf eine neue, manipulierte Flugbahn.
Technologien und Methoden zum GPS-Spoofing
| Verfahren | Technische Beschreibung | Operatives Ergebnis |
| Meaconing | Abfangen und Weiterverbreitung von Echtzeitsignalen mit einer Verzögerung. | Führt zu Zeitfehlern und Positionsabweichungen beim Ziel-UAS. |
| Einfaches Spoofing | Hochleistungsübertragung ohne präzise Synchronisation. | Löst den “Lost-Link”- oder Fail-Safe-Modus aus; höheres Risiko, entdeckt zu werden. |
| Ausgeklügeltes Spoofing | Synchronisierte Code-Phasenanpassung zur Nachahmung von Live-Signalen. | Leitet Drohnen heimlich um, ohne den Bediener darauf aufmerksam zu machen. |
| Auslösung durch Geofence | Fälschung der Koordinaten einer gesperrten “Flugverbotszone” (NFZ). | Zwingt die Drohne dazu, automatisch zu landen oder in der Schwebe zu bleiben. |
Rolle bei Maßnahmen zur Abwehr von Drohnen
- Erkennung und Identifizierung: Spoofing-Systeme werden häufig durch HF-Sensoren oder Radar ausgelöst. Mithilfe fortschrittlicher Protokollanalysen lässt sich das jeweilige Drohnenmodell identifizieren, um das Spoofing-Signal entsprechend anzupassen.
- Risikominderung: Bietet eine “Soft-Landing”-Funktion. Sie wird häufig eingesetzt, um Drohnen in lärmempfindlichen Umgebungen wie Flughäfen oder Stadtzentren sicher außer Gefecht zu setzen.
- Kriminaltechnik: Im Gegensatz zu „Hard-Kill“-Verfahren (kinetischen Methoden) bleiben bei Spoofing die Hardware und der integrierte Speicher erhalten, was für die Identifizierung des Piloten und des Startpunkts unerlässlich ist.
Stärken und Grenzen
Stärken:
- Präzisionssteuerung: Ermöglicht die aktive Verlagerung einer Bedrohung an eine sichere, festgelegte Koordinate.
- Tarnung: Kann ausgeführt werden, ohne dass die “Lost-Link”-Sicherheitsmaßnahmen der Drohne ausgelöst werden.
- Wirksamkeit: Wirkt gegen autonome Drohnen, die gegen herkömmliche C2-Störmaßnahmen immun sind.
Einschränkungen:
- Nebenwirkungen: Gefälschte Signale können legitime Navigationssysteme, einschließlich bemannter Flugzeuge, innerhalb der “Spoofing-Blase” beeinträchtigen.
- Fortgeschrittene Gegenmaßnahmen: Hochwertige UAS können Antennen mit gesteuertem Empfangsmuster (CRPA) einsetzen, um Störungen vom Boden aus zu unterdrücken.
- Rechtliche Einschränkungen: Unterliegt strengen Vorschriften aufgrund möglicher Störungen der kritischen Navigationsinfrastruktur.
Regulatorische und betriebliche Aspekte
Der Einsatz von GPS-Spoofing unterliegt aufgrund seiner Auswirkungen auf die Zivilluftfahrt strengen Vorschriften. Die EASA und die FAA haben Sicherheitsmitteilungen bezüglich des “beispiellosen” Ausmaßes von GNSS-Störungen herausgegeben, die in bemannten Luftfahrzeugen falsche “PULL UP”-Warnungen auslösen können. In den USA beschränkt der „FAA Reauthorization Act“ von 2024 die Befugnisse zum Spoofing vorrangig auf Bundesbehörden, um das nationale Luftraumsystem zu schützen..
Neue Trends
- Spoofing über mehrere Konstellationen hinweg: Gleichzeitige Ausrichtung auf GPS, GLONASS und Galileo, um zu verhindern, dass Drohnen Satellitensysteme miteinander abgleichen, um Anomalien zu erkennen.
- Cyber over RF (CoRF): Der Übergang von der “Brute-Force”-Signalmanipulation zur sicheren Protokollübernahme, wie sie in der Technologie von Sentrycs zum Einsatz kommt.
- Ausfallsicheres PNT: Entwicklung einer bildbasierten oder trägheitsgestützten Navigation, um die Abhängigkeit vom GNSS vollständig zu umgehen.