Ετερογενή Εναέρια Ρομπότ σε Πλατφόρμες Ασύρματων Επικοινωνιών

Abstract

Η χρήση και η εξέλιξη των μη επανδρωμένων ιπτάμενων οχημάτων (drones και UAVs) αποτελούν κομμάτι της καθημερινότητας μας. Τόσο η ανάπτυξη τους σε επίπεδο κατασκευαστικό όσο και σε ερευνητικό οδήγησε σε μία διαχρονική εξέλιξη τους τις τελευταίες δεκαετίες αποτελώντας κομμάτι πολλών επιμέρους δράσεων. Εκτός από στρατιωτικές εφαρμογές χρησιμοποιούνται στην γεωργία, στον έλεγχο κατασκευαστικών υποδομών, στην καταγραφή δεδομένων παρέχοντας ασύρματη σύνδεση στον χρήστη, καθώς και στην κάλυψη αθλητικών αγώνων και δημοσιογραφικών πληροφοριών ακόμα και σε αρκετά μεγάλη απόσταση. Επιπλέον τα έξυπνα drones που θα χρησιμοποιηθούν τα επόμενα χρόνια θα αποτελέσουν αναπόσπαστο κομμάτι τεχνολογικής επανάστασης που θα περιλαμβάνει την ανάπτυξη τηλεπικοινωνιακών δικτύων 5ης γενιάς αλλάζοντας τον τρόπο επικοινωνίας με την αύξηση της χωρητικότητας των δεδομένων που θα δέχονται καθώς και τις δυνατότητες που θα προσφέρουν με την ταχύτερη μετάδοση δεδομένων. Με αυτόν τον τρόπο διευκολύνεται η ζωή δισεκατομμυρίων ανθρώπων που θα έχουν την δυνατότητα με τα εναέρια ρομπότ να συλλέγουν ταχύτερα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Επιπλέον προσφέροντας ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα θα δημιουργήσουν νέα επιχειρηματικά μοντέλα δίνοντας νέες ευκαιρίες για τεχνολογική εξέλιξη. Η παρούσα διπλωματική εργασία στηρίζεται στην μελέτη, εξέλιξη και κατηγοριοποίηση των ετερογενών εναέριων ρομπότ (drones) και τις δυνατότητες που προσφέρουν με την χρήση τους. Αντίστοιχα εμφανίζονται και σοβαρές ενστάσεις σε σχέση με ζητήματα υποκλοπής προσωπικών δεδομένων, έτσι είναι σκόπιμο να καλύπτονται οι κανονισμοί και τα πρωτόκολλα λειτουργίας σε όλο το εύρος τους. Πλήθος ερευνητικών περιοχών έχει ασχοληθεί σοβαρά με αυτό το ζήτημα ώστε να προκριθούν λύσεις καλύτερης ασφάλειας και προστασίας με βάση τους ισχύοντες κανονισμούς σε όλες τις πτυχές του. Αρχικά στο πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία γενικότερη αναφορά κάνοντας μία ιστορική αναδρομή σχετικά με τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAVs) και τον ρόλο τους σε διάφορες καθημερινές χρήσεις, καλύπτοντας βασικές ανάγκες. Στο δεύτερο κεφάλαιο επικεντρωνόμαστε στις τεχνολογίες, τα βασικά κατασκευαστικά τους χαρακτηριστικά και στα είδη των drones. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στις εφαρμογές που μπορούν να 9 χρησιμοποιηθούν, καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα καθημερινών αναγκών. Ιδιαίτερη αναφορά που χρήζει επισήμανσης και θα αναφερθεί στο τέταρτο κεφάλαιο αφορά την ασφάλεια δεδομένων, τους πιθανούς κινδύνους επιθέσεων αλλά και τεχνικές άμυνας ώστε να μπορέσουν να αποφευχθούν κακόβουλες ενέργειες που μπορούν να επηρεάσουν την λειτουργία τους. Τέλος, με την εφαρμογή διαφόρων επιθέσεων σε πραγματικό χρόνο σε μη επανδρωμένα ιπτάμενα οχήματα, ελέγχθηκαν τα κενά ασφαλείας τους προκειμένου να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα.

Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are part of our daily life. Nowadays, UAVs are used intensely covering military applications, agricultural applications, in the control of construction infrastructure, data recording providing wireless connection to its user, coverage of sports games as well as journalistic information even at a fairly long distance. Due to their easy-to-use functionality based on wireless communication and also because they do not require any special infrastructure in their installation, they are becoming an increasing technological and research subject of study. Noteworthy, to emphasize that lack of proper infrastructure and noncompliance to security protocols can bring risk related to the security and protection of personal data due to the interference observed in a wireless channel and malicious actions that can threaten the operation of UAVs. The scope of this thesis is to discuss the main categories of aerial robots that are used, their technical characteristics, as well as, their basic functions in each of the applications. Noteworthy, the thesis will analyze UAVs data security and the potential risks they can be exposed to, as well as, the defense techniques that can provide solutions to protect them. Finally, using different communication protocols through cluster simulation software, conclusions will be drawn regarding UAVs operation and their data security.