Implementação de ambiente simulado utilizando o protocolo CPDLC em aeronaves não tripuladas

Abstract

Por muito tempo, as atividades com aeronaves não tripuladas foram vistas como hobby ou objeto de interesse exclusivo de entusiastas. Porém, com a popularização do equipamento e casos de uso mais abrangentes de forma experimental ocorrendo, abriu-se o precedente para a implantação e normalização do uso dessas aeronaves em um volume maior. O objetivo central do trabalho é a implantação de um ambiente integrado para testes de comunicação dessas aeronaves, tendo como foco a implementação dos conceitos do protocolo CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communications) que atua na comunicação entre a aeronave e a torre de controle. O ambiente de simulação testa a análise das mensagens que trafegam nesse modelo de comunicação e cria cenários para representar ataques que possam ocorrer supondo que na implantação desse protocolo existam problemas de segurança, trazendo pontos de melhoria no modelo para aplicação em ambiente real. Abordando uma área complexa e com muitas variáveis a se considerar, esse ambiente de simulação naturalmente não fornece ferramentas para teste de todos os cenários possíveis para o uso das aeronaves podendo ser aprimorado. Utilizando-o, foram obtidos resultados satisfatórios testando a análise de mensagens dentro do ambiente, filtrando alterações e inconsistências nos comandos, impedindo o processamento de ações maliciosas. Sob essa ótica, a implementação desse ambiente e método de comunicação parecem promissores.

For a long time, activities involving unmanned aircraft were seen as a hobby or an object of interest exclusively for enthusiasts. However, with the popularization of the equipment and more comprehensive experimental use cases occurring, the precedent was set for the implementation and standardization of the use of these aircraft on a larger scale. The main objective of the work is to implement an integrated environment for testing the communication of these aircraft, focusing on the implementation of the concepts of the CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communications) protocol, which acts on the communication between the aircraft and the control tower. The simulation environment tests the analysis of the messages that travel in this communication model and creates scenarios to represent attacks that may occur, assuming that there are security problems in the implementation of this protocol, bringing points for improvement in the model for application in a real environment. Addressing a complex area with many variables to consider, this simulation environment naturally does not provide tools for testing all possible scenarios for the use of the aircraft, which can be improved. Using it, satisfactory results were obtained by testing the analysis of messages within the environment, filtering changes and inconsistencies in commands, preventing the processing of malicious actions. From this perspective, the implementation of this environment and communication method seem promising.