論文の概要: Control-Aware Manipulation of ArduPilot via Legitimate MAVLink Commands: Simulation and Hardware Validation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.22289v1
- Date: Sun, 21 Jun 2026 01:18:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 19:23:44.80212
- Title: Control-Aware Manipulation of ArduPilot via Legitimate MAVLink Commands: Simulation and Hardware Validation
- Title（参考訳）: 直列MAVLinkコマンドによるArduPilotの制御意識操作:シミュレーションとハードウェア検証
- Authors: Feras Benchellal andLotfi Ben Othmane, Yasaswini Konapalli, Cihan Tunc, Bharat Bhargava,
- Abstract要約: 本稿では,ArduPilotをベースとした無人航空機(UAV)に対する制御意識攻撃について検討する。
これは、PIDゲインを変更し、拡張カルマンフィルタ(EKF)推定設定を変更し、フェイルセーフな仮定に違反することで、多層コントローラ間の相互作用を利用する6つの攻撃を記述する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2609784101826761
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: This paper investigates control-aware attacks against ArduPilot-based Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), inwhich an adversary exploits the sensitivity of flight-controller dynamics to parameter changes to cause loss of control and crashes. It describes six attacks that exploit interactions among multi-layer controllers by modifying Proportional-Integral-Derivative (PID) gains, altering Extended Kalman Filter (EKF) estimation configuration, and violating failsafe assumptions, thereby forcing ArduPilot into unsafe operating conditions. We evaluate the attacks in Software-in-the-Loop (SITL) simulation and validate them on a Pixhawk 2.4.8 hardware platform. The results show that short sequences of well-formed MAVLink messages can exploit controller sensitivity to parameter values and updates frequency, affecting controller states and degrading attitude stability, angular-rate behavior, trajectory tracking, and estimator health. We demonstrate that when multiple effects are combined, the vehicle can enter an unsafe state and crashes. These findings show that security gaps in input-parameter handling, command trust, and controller-state validation can be exploited to cause loss of control and crashes in UAVs.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,ArduPilotをベースとした無人航空機(UAV)に対する制御意識攻撃について検討する。
Proportional-Integral-Derivative(PID)ゲインを修正し、Extended Kalman Filter(EKF)推定設定を変更し、フェイルセーフな仮定に違反し、ArduPilotを安全でない運用条件に強制することで、多層コントローラ間のインタラクションを活用する6つのアタックを記述する。
我々は、ソフトウェア・イン・ザ・ループ(SITL)シミュレーションにおける攻撃を評価し、Pixhawk 2.4.8ハードウェアプラットフォーム上でそれらを検証した。
その結果,MAVLinkメッセージの短いシーケンスは,パラメータ値に対する制御感度を利用して周波数を更新し,制御状態に影響を与え,姿勢安定性を低下させ,角速度の挙動,軌道追跡,推定器の健康に影響を及ぼすことがわかった。
複数の効果が組み合わされた場合、車両は安全でない状態に陥り、クラッシュする。
これらの結果から, 入力パラメータハンドリング, コマンド信頼, 制御状態検証におけるセキュリティギャップが, UAVの制御損失やクラッシュの原因となる可能性が示唆された。
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