[發明專利]5G定位真值檢測與攻擊溯源方法、系統、設備及應用

有效

• 申請號: 202011380457.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112601173B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 閆崢;李怡霖;王普
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W12/121;H04W12/122
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 何畏

本發明屬于移動通信網絡中用戶定位安全技術領域，公開了一種5G定位真值檢測與攻擊溯源方法、系統、設備及應用；從用戶發送的無線信號中提取相關參數，數據融合中心利用聚類方法對定位數據進行聚類，排除異常數據，實現真值檢測和可信定位信息計算；利用定位參數的歷史記錄，提取相關特征，完成用戶攻擊檢測模型和基站溯源模型的訓練，在后續定位中，分別對需檢測用戶的定位參數和定位基站上傳的參數進行分析，有效完成目標用戶的攻擊檢測和惡意基站的攻擊溯源。該發明不僅能保證用戶定位的真實可信性，具備極高的定位精度，還可以有效抵抗針對用戶無線定位信號的干擾攻擊和對負責定位基站的內部攻擊，確保定位系統的安全，具有極好的健壯性。

技術領域

本發明屬于移動通信網絡中用戶定位安全技術領域，尤其涉及一種5G定位真值檢測與攻擊溯源方法、系統、設備及應用。

背景技術

目前：隨著5G的快速發展，網絡性能和容量得到不斷優化與提升，相應的網絡基礎設施數量也隨之顯著增加，使得基于基站的無線定位方式具有廣闊的應用前景。基站可以從來自用戶設備的無線信號中提取相關的參數，從而得到該設備的定位信息。此種方式不僅能有效降低終端設備的耗電量，還能實現室內等特殊環境下的精準定位，給人們的生活帶來了極大的便捷。未來5G網絡的基站(BS)將具有極高的分布密度，單個用戶設備(UE)可能位于多個臨近基站的覆蓋范圍之內，可以利用多個基站協調參與計算用戶的定位信息，使得5G網絡用戶的定位更加精確。然而，由于無線通信及其網絡易遭受攻擊等問題，5G網絡中可能存在各式各樣針對定位信息提取的攻擊，降低定位的準確度、甚至篡改偽造用戶的定位信息。例如，惡意攻擊者可以對用戶設備無線信號進行干擾，降低基站提取用戶定位參數的準確度；或者直接攻擊定位基站，篡改基站內部的定位信息，使得數據融合中心(FC)得到虛假定位反饋。面對系統中可能存在的攻擊，若不能有效保護定位數據的安全，無線定位系統將會變得十分脆弱甚至失靈，無法為上層應用和用戶提供準確安全可信的定位信息，造成嚴重的安全問題和經濟損失。因此，保證5G定位的安全可信性和準確性是一個亟待研究和解決的問題。

在定位系統的現有研究中，絕大部分工作致力于提高定位算法的定位精度以及提升方案的整體效率，很少涉及定位系統安全性和可信性的考量?，F有方法沒有考慮用戶上行無線信號傳輸時可能遭受的干擾和攻擊，引起基站對定位參數獲取的不準確或者不安全；也沒有考慮基站可能遭受攻擊的情況，如果其參與定位，可能直接提供虛假定位參數，導致定位精度下降甚至虛假定位。因此，現有方案存在重大安全缺陷，不能防護定位系統中可能存在的攻擊，無法保證定位數據的安全可行性和準確性，更不能完成對用戶的攻擊檢測以及對惡意基站的攻擊溯源。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：現有方案存在重大安全缺陷，不能防護定位系統中可能存在的攻擊，無法保證定位數據的安全可行性和準確性，更不能完成對用戶的攻擊檢測以及對惡意基站的攻擊溯源。

解決以上問題及缺陷的難度為：現有的技術無法體保障定位系統的安全性和可信性，例如，在用戶上行信號傳輸時，現有方案只考慮信號傳輸時的安全性，無法保證定位參數的安全提取，特別是多基站參與定位的情況下，無法識別其中受干擾的基站及其提供的定位參數。因此，如何識別定位參數的真實性，剔除異常定位參數，如何根據用戶的歷史定位數據對其進行攻擊檢測，如何根據基站所提供定位參數的歷史記錄，進行基站的攻擊檢測和溯源，是解決定位系統安全缺陷的關鍵和挑戰。

解決以上問題及缺陷的意義為：本發明能夠保護用戶定位的位置真實可信性，有效抵抗針對用戶無線定位信號的干擾攻擊和對負責定位基站的直接攻擊。在5G網絡中，為定位系統的安全提供技術支持和強有力的保證，具有很好的應用和經濟價值。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種5G定位真值檢測與攻擊溯源方法、系統、設備及應用。

本發明是這樣實現的，一種5G定位真值檢測與攻擊溯源方法，所述5G定位真值檢測與攻擊溯源方法包括：

用戶設備為了獲取自己的位置信息，向周圍的基站發送定位請求；