Système d'identification automatique

La corrélation des images optiques et radar avec les signatures S-AIS permet à l'utilisateur final d'identifier rapidement tous les types de navires. L'un des principaux atouts du S-AIS réside dans sa facilité de corrélation avec des informations complémentaires provenant d'autres sources, telles que les données radar, optiques, ESM et d'autres outils de recherche et de sauvetage en mer (SAR) comme le SMDSM, SARSAT et AMVER . Les radars satellitaires et autres sources contribuent à la surveillance maritime en détectant tous les navires dans des zones maritimes d'intérêt spécifiques, un atout particulièrement précieux pour coordonner des opérations de sauvetage à longue distance ou en cas de problèmes liés aux systèmes de surveillance des navires (VTS).

Les émetteurs-récepteurs AIS diffusent automatiquement des informations, telles que leur position, leur vitesse et leur statut de navigation, à intervalles réguliers via un émetteur VHF intégré. Ces informations proviennent des capteurs de navigation du navire, généralement son récepteur GNSS ( système mondial de navigation par satellite ) et son compas gyroscopique . D'autres informations, comme le nom du navire et son indicatif d'appel VHF, sont programmées lors de l'installation de l'équipement et sont également transmises régulièrement. Les signaux sont reçus par des émetteurs-récepteurs AIS installés sur d'autres navires ou par des systèmes terrestres, tels que les systèmes VTS (systèmes de télédétection vidéo). Les informations reçues peuvent être affichées sur un écran ou un traceur de cartes, indiquant la position des autres navires de manière similaire à un affichage radar. Les données sont diffusées (un émetteur vers chaque récepteur intéressé) et l'accès multiple (évitement des collisions) est géré par la technologie SOTDMA (Single-Down-To-Time Access Management) .

La norme AIS comprend plusieurs sous-normes appelées « types » qui spécifient des types de produits individuels. Les principaux types de produits décrits dans les normes du système AIS sont :

Classe A

Émetteur- récepteur AIS embarqué fonctionnant selon la technologie SOTDMA. Destiné aux grands navires commerciaux, le SOTDMA exige que l'émetteur-récepteur maintienne en permanence à jour une table de créneaux horaires disponibles afin de connaître à l'avance les créneaux de transmission disponibles. Les émetteurs-récepteurs SOTDMA annoncent alors leur transmission à l'avance, réservant ainsi leur créneau horaire. Les transmissions SOTDMA sont donc prioritaires au sein du système AIS. Ceci est rendu possible grâce à deux récepteurs fonctionnant en continu. Les unités de classe A doivent être dotées d'un écran intégré, émettre à 12,5 W, être compatibles avec de multiples systèmes du navire et offrir une gamme complète de fonctionnalités. La fréquence d'émission par défaut est de quelques secondes. Les appareils conformes à la norme AIS de classe A reçoivent tous les types de messages AIS.

Classe B

Il existe désormais deux spécifications distinctes de l'OMI pour les émetteurs-récepteurs de classe B (destinés aux marchés commerciaux et de loisirs plus légers) : un système d'accès multiple par répartition dans le temps à détection de porteuse (CSTDMA) et un système utilisant le SOTDMA (comme dans la classe A).

W et ne nécessite pas d'écran intégré : les unités de Classe B « CS » peuvent être connectées à la plupart des systèmes d'affichage, où les messages reçus sont affichés sous forme de listes ou superposés aux cartes. La fréquence d'émission par défaut est généralement de 30 secondes, mais elle peut être modifiée en fonction de la vitesse du navire ou des instructions des stations de base. La norme Classe B « CS » requiert un GPS intégré et certains indicateurs LED . Les équipements de Classe B « CS » reçoivent tous les types de messages AIS.

Station de base

Émetteur-récepteur AIS terrestre (émission et réception) fonctionnant selon la technologie SOTDMA. Les stations de base disposent de nombreuses fonctionnalités permettant, conformément à la norme AIS, de contrôler le système AIS et tous les appareils qui y sont connectés. Elles peuvent interroger chaque émetteur-récepteur pour obtenir des rapports d'état et/ou détecter les changements de fréquence d'émission.

Aides à la navigation (AtoN)

Émetteur-récepteur (émission et réception) installé à terre ou sur bouée, fonctionnant selon la technologie FATDMA (accès multiple par répartition dans le temps à accès fixe). Conçu pour collecter et transmettre des données relatives aux conditions maritimes et météorologiques, ainsi que pour relayer les messages AIS afin d'étendre la couverture du réseau.

Émetteur-récepteur de recherche et de sauvetage (SART)

Dispositif AIS spécialisé, conçu comme balise de détresse d'urgence, fonctionnant selon la technologie PATDMA (accès multiple par répartition dans le temps avec préannonce), parfois appelée « SOTDMA modifié ». Ce dispositif sélectionne aléatoirement un créneau horaire pour la transmission et envoie une rafale de huit messages par minute afin d'optimiser les chances de succès. Une SART (balise de sauvetage en milieu urbain) est nécessaire pour émettre jusqu'à une portée maximale de cinq milles et utilise un format de message spécifique reconnu par les autres dispositifs AIS. Conçu pour un usage périodique et uniquement en cas d'urgence, ce dispositif est limité par son fonctionnement de type PATDMA, qui sollicite fortement les créneaux horaires.

Émetteurs-récepteurs AIS spécialisés

Malgré l'existence de spécifications AIS publiées par l'OMI/CEI, plusieurs autorités ont autorisé et encouragé le développement d'appareils AIS hybrides. Ces appareils visent à préserver l'intégrité de la structure et de la conception de transmission AIS de base afin de garantir leur fiabilité opérationnelle, tout en intégrant diverses fonctionnalités supplémentaires pour répondre à leurs besoins spécifiques. L'émetteur-récepteur AIS « Identifier » est un exemple de ce type de produit. Sa technologie CSTDMA de classe B est conçue pour assurer une transmission entièrement conforme aux spécifications de l'OMI, mais des modifications ont été apportées pour permettre son alimentation par batterie, réduire son coût et faciliter son installation et son déploiement à grande échelle. Ces appareils ne font pas l'objet d'une certification internationale selon une spécification de l'OMI, car ils ne sont conformes qu'à une partie de celle-ci. En règle générale, les autorités procèdent à leur propre évaluation et à leurs propres tests techniques détaillés afin de s'assurer que le fonctionnement de base de l'appareil ne perturbe pas le système AIS international.

Les récepteurs AIS ne sont pas spécifiés dans les normes AIS, car ils n'émettent pas. La principale menace pour l'intégrité de tout système AIS réside dans les transmissions AIS non conformes ; d'où l'importance de spécifications rigoureuses pour tous les émetteurs AIS. Cependant, les émetteurs-récepteurs AIS transmettent tous sur plusieurs canaux, conformément aux normes AIS. Par conséquent, les récepteurs monocanal ou multiplexés ne recevront pas tous les messages AIS. Seuls les récepteurs bicanaux recevront l'intégralité des messages AIS.

L'AIS est une technologie développée sous l'égide de l'OMI par ses comités techniques. Ces comités ont élaboré et publié une série de spécifications de produits AIS. Chaque spécification définit un produit AIS spécifique, conçu avec soin pour fonctionner de manière précise avec tous les autres dispositifs AIS définis, garantissant ainsi l'interopérabilité du système AIS à l'échelle mondiale. Le maintien de l'intégrité des spécifications est essentiel à la performance du système AIS et à la sécurité des navires et des autorités utilisant cette technologie. C'est pourquoi la plupart des pays exigent que les produits AIS soient testés et certifiés de manière indépendante afin de garantir leur conformité à une spécification publiée. Les produits non testés et certifiés par une autorité compétente peuvent ne pas être conformes à la spécification AIS publiée requise et, par conséquent, ne pas fonctionner comme prévu sur le terrain. Les certifications les plus reconnues et acceptées sont la directive R&TTE, la Commission fédérale des communications des États-Unis (FCC) et Industrie Canada , qui exigent toutes une vérification indépendante par un organisme de test qualifié et indépendant.

Il existe 27 types différents de messages de niveau supérieur définis dans l'UIT M.1371-5 (sur 64 possibles) qui peuvent être envoyés par les émetteurs-récepteurs AIS.

Les messages AIS 6, 8, 25 et 26 constituent des « messages spécifiques à l'application » (ASM) permettant aux « autorités compétentes » de définir des sous-types de messages AIS supplémentaires. Il existe des variantes « adressées » (ABM) et « diffusées » (BBM) de ces messages. Les messages adressés, bien que contenant un MMSI de destination , ne sont pas privés et peuvent être décodés par n'importe quel destinataire.

L'une des premières applications des messages AIS a été l'utilisation, par la voie maritime du Saint-Laurent, de messages binaires AIS (type 8) pour fournir des informations sur les niveaux d'eau, les ordres d'éclusage et les conditions météorologiques. Le canal de Panama utilise des messages AIS de type 8 pour fournir des informations sur les précipitations le long du canal et le vent dans les écluses. En 2010, l' Organisation maritime internationale a publié la circulaire 289 qui définit la prochaine génération de messages AIS pour les types 6 et 8. Alexander, Schwehr et Zetterberg ont proposé que la communauté des autorités compétentes collabore à la tenue d'un registre régional de ces messages et de leurs lieux d'utilisation. L' Association internationale des aides à la navigation maritime et des autorités de phares (IALA-AISM) a désormais mis en place un processus de collecte des messages régionaux spécifiques à chaque application.

Chaque émetteur-récepteur AIS se compose d'un émetteur VHF, de deux récepteurs VHF TDMA , d'un récepteur VHF d'appel sélectif numérique (ASN) et se connecte aux systèmes d'affichage et de capteurs du navire via les communications électroniques maritimes standard (telles que NMEA 0183 , également connue sous le nom de CEI 61162). La synchronisation est essentielle à la bonne gestion des créneaux horaires et à la planification des transmissions pour un appareil de classe A. Par conséquent, chaque appareil doit être équipé d'une base de temps interne, synchronisée avec un récepteur de système mondial de navigation par satellite (par exemple, GPS ). Ce récepteur interne peut également être utilisé pour les informations de position. Cependant, la position est généralement fournie par un récepteur externe tel que GPS , LORAN-C ou un système de navigation inertielle , et le récepteur interne ne sert que de système de secours pour les informations de position. Les autres informations diffusées par l'AIS, si disponibles, sont obtenues électroniquement à partir des équipements du navire via les connexions de données maritimes standard. Les informations de cap, de position (latitude et longitude), de vitesse fond et de vitesse de giration sont normalement fournies par tous les navires équipés d'un système AIS. D'autres informations, telles que la destination et l'heure d'arrivée prévue, peuvent également être fournies.

Chaque station AIS détermine son propre créneau horaire de transmission, en fonction de l'historique du trafic radio et des actions probables des autres stations. Un rapport de position d'une station est intégré à l'un des 2 250 créneaux horaires établis toutes les 60 secondes sur chaque fréquence. Les stations AIS se synchronisent en permanence afin d'éviter tout chevauchement des transmissions. Le choix du créneau par une station AIS est aléatoire au sein d'un intervalle défini et assorti d'un délai d'expiration aléatoire compris entre 4 et 8 minutes. Lorsqu'une station change de créneau, elle annonce sa nouvelle position ainsi que le délai d'expiration correspondant. De cette manière, les nouvelles stations, y compris celles qui entrent soudainement à portée radio d'autres navires, sont toujours reçues par ces derniers.

La capacité de transmission des données requise par la norme de performance de l'OMI est d'au moins 2 000 créneaux horaires par minute, bien que le système en fournisse 4 500. Le mode de diffusion SOTDMA permet une surcharge du système de 400 à 500 % grâce au partage des créneaux horaires, tout en garantissant un débit proche de 100 % pour les navires distants de moins de 8 à 10 milles nautiques en mode de communication directe. En cas de surcharge, seules les cibles les plus éloignées seront déconnectées, afin de privilégier les cibles plus proches, qui présentent un intérêt majeur pour les opérateurs. En pratique, la capacité du système est quasi illimitée, permettant ainsi de gérer simultanément un grand nombre de navires.

La portée du système est comparable à celle des autres applications VHF. La portée de toute radio VHF dépend de plusieurs facteurs, notamment de la hauteur et de la qualité des antennes d'émission et de réception. Grâce à sa longueur d'onde plus importante, la propagation est meilleure que celle du radar, ce qui permet de couvrir les zones sinueuses et les îles, à condition que le relief ne soit pas trop élevé. La portée en mer est d'environ km) . L'utilisation de relais permet d'améliorer considérablement la couverture des navires et des stations VTS.

Le système est rétrocompatible avec les systèmes d'appel sélectif numérique, permettant aux systèmes SMDSM terrestres d'établir à moindre coût des canaux de fonctionnement AIS et d'identifier et de suivre les navires équipés d'AIS, et est destiné à remplacer intégralement les systèmes d'émetteurs-récepteurs DSC existants.

Des systèmes AIS terrestres sont actuellement déployés à travers le monde. L'un des plus importants systèmes opérationnels en temps réel, doté d'une capacité de routage complète, se trouve en Chine. Ce système, construit entre 2003 et 2007 et fourni par Saab TranspondereTech, couvre l'ensemble du littoral chinois grâce à environ 250 stations de base en configuration de secours actif, comprenant 70 serveurs informatiques répartis dans trois régions principales. Des centaines d'utilisateurs à terre, dont une vingtaine de centres de services de trafic maritime (VTS), sont connectés au réseau et peuvent visualiser la situation maritime et communiquer avec chaque navire via des messages de sécurité (SRM). Toutes les données sont transmises en temps réel. Ce système a été conçu pour améliorer la sûreté et la sécurité des navires et des installations portuaires. Il repose sur une architecture SOA avec une connexion par socket et utilise le protocole normalisé IEC AIS jusqu'aux utilisateurs VTS. Les stations de base sont équipées d'unités de secours actif (IEC 62320-1) et le réseau est une solution de troisième génération.

Début 2007, une nouvelle norme internationale pour les stations de base AIS, la norme CEI 62320-1, a été approuvée. L'ancienne recommandation de l'IALA et la nouvelle norme CEI 62320-1 sont incompatibles sur certains points ; les solutions réseau associées doivent donc être mises à niveau. Cela n'aura aucune incidence sur les utilisateurs, mais les intégrateurs de systèmes devront mettre à jour leurs logiciels pour se conformer à la nouvelle norme. Une norme pour les stations de base AIS était attendue depuis longtemps. Actuellement, des réseaux ad hoc fonctionnent avec des mobiles de classe A. Les stations de base peuvent contrôler le trafic des messages AIS dans une région, ce qui devrait permettre de réduire le nombre de collisions de paquets.

Les émetteurs-récepteurs de classe B sont plus petits, plus simples et moins coûteux que ceux de classe A. Ils comprennent un émetteur VHF, deux récepteurs VHF CSTDMA ( d'appel sélectif numérique (ASN), et une antenne GPS active. Bien que le format de sortie des données prenne en charge les informations de cap, les appareils ne sont généralement pas connectés à un compas ; ces données sont donc rarement transmises. La sortie est un flux de données AIS standard à 38 400 kbit/s, aux formats RS-232 et/ou NMEA. Afin d'éviter la saturation de la bande passante, la puissance d'émission est limitée à 2 W, ce qui confère une portée d'environ 8 à 16 km.

Quatre messages sont définis pour les unités de classe B :

Message 14

Message relatif à la sécurité : ce message est transmis à la demande de l’utilisateur ; certains émetteurs-récepteurs sont dotés d’un bouton permettant son envoi, ou il peut être envoyé via l’interface logicielle. Il s’agit d’un message de sécurité prédéfini.

Message 18

Rapport de position CS standard de classe B : ce message est envoyé toutes les 3 minutes lorsque la vitesse fond est inférieure à 2 nœuds, ou toutes les 30 secondes pour des vitesses supérieures. MMSI, heure, vitesse fond, cap, longitude, latitude, cap vrai

Message 19

Rapport de position étendu pour les équipements de classe B : ce message, conçu pour le protocole SOTDMA, est trop long pour être transmis en CSTDMA. Toutefois, une station côtière peut interroger l’émetteur-récepteur pour que ce message soit envoyé. MMSI, heure, SOG, COG, longitude, latitude, cap vrai, type de navire, dimensions.

Message 24

Rapport de données statiques CS de classe B : ce message est envoyé toutes les 6 minutes, soit le même intervalle que pour les transpondeurs de classe A. Du fait de sa longueur, il est divisé en deux parties, envoyées à une minute d’intervalle. Ce message ayant été défini après les spécifications AIS initiales, certaines unités de classe A peuvent nécessiter une mise à jour du micrologiciel pour pouvoir le décoder. Il contient les informations suivantes : MMSI, nom du bateau, type de navire, indicatif d’appel, dimensions et identifiant du fournisseur de l’équipement.

Plusieurs fabricants proposent des récepteurs AIS, conçus pour la surveillance du trafic AIS. Certains modèles comportent deux récepteurs, permettant la surveillance simultanée des deux fréquences, tandis que d'autres peuvent basculer entre les fréquences (entraînant ainsi la perte de messages sur l'autre canal, mais à un prix réduit). Ils transmettent généralement des données RS-232, NMEA , USB ou UDP pour affichage sur des traceurs de cartes électroniques ou des ordinateurs. Outre les radios dédiées, des radios logicielles peuvent être configurées pour recevoir le signal.

L'AIS utilise les canaux de la bande marine alloués à l'échelle mondiale , AIS 1 et AIS 2.

• Canal AIS 1 161,975 MHz
• Canal AIS 2 162,025 MHz

Ces deux canaux ont été mis à disposition pour l'AIS en divisant les anciens canaux duplex vocaux 87 et 88. Ceux-ci ont été divisés en canaux 87A et 88A, maintenant utilisés pour la voix simplex, et 87B et 88B, renommés AIS 1 et AIS 2 et utilisés uniquement pour l'AIS.

La plupart des transmissions AIS sont composées de rafales de plusieurs messages. Dans ce cas, entre chaque message, l'émetteur AIS doit changer de canal.

Avant d'être transmis, les messages AIS doivent être encodés en NRZI .

Les messages AIS sont transmis par modulation GMSK ( Gaussian Minimum-Shift Keying ). Le produit bande passante × temps du modulateur GMSK utilisé pour la transmission des données doit être de 0,4 maximum (valeur nominale la plus élevée).

Les données codées GMSK doivent moduler la fréquence de l'émetteur VHF. L'indice de modulation doit être de 0,5.

Le débit de transmission est de 9600 bits/s

Les récepteurs VHF classiques peuvent recevoir l'AIS même avec le filtrage désactivé (ce dernier détruisant les données GMSK). Cependant, le signal audio émis par la radio doit ensuite être décodé. Plusieurs logiciels pour PC permettent d'effectuer cette opération.

Du fait de la multitude d'équipements automatiques transmettant des messages AIS, l'espace radiofréquence est organisé en trames afin d'éviter les conflits. Chaque trame dure exactement une minute et commence à chaque limite de minute. Chaque trame est divisée en 2 250 créneaux horaires. La transmission pouvant s'effectuer sur deux canaux, 4 500 créneaux horaires sont disponibles par minute. Selon le type et l'état de l'équipement, ainsi que l'état de la carte des créneaux horaires AIS, chaque émetteur AIS envoie des messages selon l'un des schémas suivants :

1. Accès multiple par répartition dans le temps incrémental (ITDMA)
2. Accès aléatoire, répartition temporelle et accès multiple (RATDMA)
3. Accès multiple par répartition dans le temps à accès fixe (FATDMA)
4. Accès multiple par répartition dans le temps auto-organisé (SOTDMA)

Le protocole d'accès ITDMA permet à un appareil de préannoncer des créneaux de transmission non répétables. Ces créneaux ITDMA doivent être marqués de manière à être réservés pour une trame supplémentaire. Cela permet à un appareil de préannoncer ses allocations pour un fonctionnement autonome et continu.

L'ITDMA est utilisé à trois reprises :

• entrée du réseau de liaison de données ;
• modifications et transitions temporaires des intervalles de rapports périodiques ;
• Annonce préalable des messages relatifs à la sécurité.

Le protocole RATDMA est utilisé lorsqu'un appareil doit allouer un créneau horaire non pré-annoncé. Cela se produit généralement pour le premier créneau de transmission ou pour les messages comportant des caractères non répétables.

Le protocole FATDMA est utilisé uniquement par les stations de base. Les créneaux horaires alloués par FATDMA sont utilisés pour les messages répétitifs.

SOTDMA est utilisé par les appareils mobiles fonctionnant en mode autonome et continu. Ce système d'accès vise à proposer un algorithme qui résout rapidement les conflits sans intervention des stations de contrôle.

La durée d'un intervalle AIS est de 26,66 ms. La modulation des données est de 9 600 bits/s, ce qui confère à chaque intervalle une capacité maximale de 256 bits. Le formatage est conforme à la norme HDLC , décrite dans la norme ISO/IEC 13239:2002.

Chaque emplacement est structuré comme suit : <8 bit ramp up><24 bit preamble><8 bit start flag><168 bit payload><16 bit CRC><8 bit stop flag><24 bit buffer>

• Préambule 24 bits : il s’agit d’une séquence de 0101…
• Indicateur de départ : 0x7e
• Charge utile de 168 bits : il s’agit du corps d’un message AIS. Pour les messages nécessitant davantage de données, plusieurs emplacements (5 maximum) doivent être utilisés.
• CRC 16 bits - 16-CCITT : Polynôme 16 bits pour calculer la somme de contrôle.
• Indicateur d'arrêt : 0x7e
• Tampon 24 bits utilisé pour le bourrage de bits , la gigue de synchronisation et le délai de distance.

Notez que le signal sur la porteuse VHF est codé en NRZI et utilise le bourrage de bits pour éviter les signaux d'arrêt involontaires qui pourraient autrement apparaître dans les données. Par conséquent, les bits bruts doivent d'abord être décodés, puis les bits de bourrage supprimés, afin d'obtenir le format de message utilisable décrit ci-dessus.

Tous les messages AIS transmettent 3 éléments d'information de base :

1. Le numéro MMSI du navire ou de l'équipement qui contient l'émetteur (station de base, bouée, etc.).
2. Identification du message transmis (voir tableau ci-dessous)
3. Un indicateur de répétition conçu pour être utilisé pour répéter des messages par-dessus les obstacles grâce à des dispositifs relais.

Le tableau suivant récapitule tous les messages AIS actuellement utilisés.

Les équipements AIS échangent des informations avec d'autres équipements en utilisant des trames NMEA 0183 .

La norme NMEA 0183 utilise deux trames principales pour les données AIS

• !AIVDM (données reçues d'autres navires)
• !AIVDO (informations sur mon propre navire)

Message AIS standard NMEA 0183 typique :!AIVDM,1,1,,A,14eG;o@034o8sd<L9i:a;WF>062D,0*7D

En ordre:

Sécurité
L’utilisation du système AIS est obligatoire pour les navires de classe A et largement répandue pour les navires de classe B ; sa transmission doit donc s’effectuer via un système à source ouverte sur les canaux radio maritimes désignés. Plus précisément, sur la bande mobile maritime VHF, définie par l’Union internationale des télécommunications comme s’étendant de 156 à 174 MHz. L’échange de données sur des fréquences radio ouvertes rend les services AIS vulnérables aux transmissions malveillantes, notamment l’usurpation d’identité, le détournement et les interruptions de service. 
Ces menaces affectent à la fois la mise en œuvre chez les fournisseurs en ligne et la spécification du protocole, ce qui rend les problèmes pertinents pour toutes les installations de transpondeurs (estimées à plus de 300 000). 
Les sites web publics de surveillance des navires s'appuient sur des flux de données largement non authentifiés provenant d'un réseau de récepteurs AIS géré par des bénévoles. Les messages de ce réseau peuvent être facilement falsifiés par injection de paquets AIS dans le flux de données brutes, ou en direct à l'aide d'équipements légèrement plus complexes, tels qu'un modem GMSK ou une radio logicielle . Les transpondeurs AIS ne peuvent diffuser que la position réelle fournie par un récepteur GPS intégré, et un utilisateur lambda ne peut pas envoyer n'importe quelle information avec ces transpondeurs. Cependant, du point de vue de la sécurité, la génération arbitraire de messages AIS par usurpation de modem ou de GPS ne requiert pas une grande sophistication et un dispositif d'usurpation AIS serait tout aussi facile à utiliser qu'un transpondeur homologué. 
Les services AIS comprennent des stations de base gérées par les gouvernements qui exploitent les systèmes de trafic maritime (VTS) et la surveillance côtière. L'AIS est vulnérable aux attaques qui surchargent les plages horaires en envoyant de faux signaux AIS ou en générant de faux signaux de détresse. Les navires confrontés à une saturation de leurs équipements AIS de bord peuvent utiliser des aides à la navigation alternatives (AtoN) pour déterminer leur position et la sécurité de leur route. Cependant, les AtoN virtuelles sont plus sensibles à l'usurpation d'identité que les AtoN physiques. Des acteurs malveillants ont perturbé les transmissions AIS par brouillage, usurpation d'identité ou émission de balises.
Brouillage
Les brouilleurs sont des dispositifs de faible puissance qui émettent des signaux GPS sur les mêmes fréquences que d'autres signaux GPS ou AIS afin d'interrompre ou de masquer leur transmission. En octobre 2022, une attaque de brouillage près du pont du Grand Belt (Storebæltsbroen) au Danemark a interrompu les transmissions des navires pendant 10 minutes. Au total, neuf navires situés dans un rayon de 50 x 30 km ont été touchés et incapables d'émettre des signaux AIS ou GPS. Parmi les navires affectés figuraient quatre cargos, deux ferries et le « Nymfen P524 », un patrouilleur danois qui escortait alors deux navires de guerre russes, le « Stoikiy 545 » et le « Soobrazitelny 531 ». 
Usurpation d'identité
La pratique du leurrage AIS , également connue dans le secteur maritime sous le nom de leurrage de première partie , consiste à transmettre des signaux AIS contenant des informations falsifiées, notamment concernant la position du navire émetteur. Elle se distingue des attaques par leurrage GNSS , également appelées leurrage GPS , dans lesquelles les émetteurs AIS diffusent de fausses informations de localisation contre la volonté de l'équipage, suite à la transmission à distance d'informations de localisation erronées par un tiers se faisant passer pour des satellites de positionnement global. 
Militaire
L’usurpation d’identité AIS a été observée lors d’exercices navals. En décembre 2019, un incident de « surtension » AIS près de l’île d’ Elbe a généré des milliers de faux signaux AIS provenant de navires de la marine néerlandaise. Ces signaux sont apparus sur une période de 24 minutes, divisée en trois intervalles : trois minutes pour la première attaque, quatre minutes pour la seconde et seulement quelques secondes pour la troisième. Les systèmes AIS peuvent atténuer la congestion en réduisant la distance de réception des transmissions. Cependant, cette congestion n’a pas été immédiatement résolue, car tous les faux signaux ont été générés dans un rayon de 11 milles nautiques. Une étude de 2021 menée par Androjna et al. attribue cette usurpation d’identité à un exercice de guerre électronique navale, étant donné que les niveaux d’erreur de gigue et de RSSI des messages usurpés correspondaient à ceux de véritables navires de guerre. 
Le 18 juin 2021, les récepteurs AIS de Chornomorsk , en Ukraine, ont signalé que le HMS Defender et le HNLMS Evertsen se dirigeaient vers la base militaire russe de Sébastopol, en Crimée annexée , alors que les navires étaient amarrés en toute sécurité à Odessa . Cette information, corroborée par de nombreuses images de webcams portuaires en direct et des témoignages, laissait supposer que des données AIS falsifiées avaient été injectées dans le système par une partie inconnue. Quelques jours plus tard, les 22 et 23 juin, les navires ont quitté Odessa et ont effectivement longé les côtes de Crimée. La Russie a accusé la flotte de violation de ses eaux territoriales, tandis que le commandement britannique a insisté sur le fait que les navires naviguaient en eaux internationales. 
En mars 2021, un incident similaire a été enregistré par les forces armées suédoises dont les navires ont été incorrectement présentés par l'AIS comme s'ils naviguaient dans les eaux russes près de Kaliningrad . 
En juillet 2021, le chercheur Bjorn Bergman a découvert près de 100 ensembles de données AIS falsifiées entre septembre 2020 et août 2021, la quasi-totalité concernant de faux navires de guerre de l'OTAN et européens. Il a indiqué que les données apparaissaient dans le système comme si elles avaient été reçues par des récepteurs terrestres (et non satellitaires), ce qui l'a amené à penser qu'elles n'étaient pas introduites par de fausses transmissions radio, mais plutôt injectées dans les flux de données utilisés par les sites web AIS. Todd Humphreys, directeur du Laboratoire de radionavigation de l'Université du Texas à Austin, a déclaré : « Bien que je ne puisse pas affirmer avec certitude qui est à l'origine de cela, ces données correspondent à un schéma de désinformation auquel nos amis russes ont souvent recours. » 
Crime bleu
L’utilisation du leurrage AIS ne se limite pas aux fins militaires ou politiques. Des données maritimes ont révélé plus de 500 cas de navires manipulant leurs systèmes de navigation par satellite pour dissimuler leur position. Cette technique est utilisée par diverses organisations, allant des flottes de pêche chinoises dissimulant leurs opérations dans des eaux protégées, aux pétroliers cachant leurs escales dans les ports pétroliers iraniens, en passant par les porte-conteneurs brouillant leurs itinéraires au Moyen-Orient, et serait également employée, selon certaines sources, pour le trafic d’armes et de stupéfiants. 
Entre 2008 et 2018, des acteurs de l'océan Austral ont dissimulé des opérations de pêche illégales en manipulant l'immatriculation du navire « Andrey Dolgov » et en transmettant jusqu'à 100 signaux AIS simultanés et identiques pour masquer la position du navire. 
Évasion des sanctions
En mars 2021, une enquête du Conseil de sécurité des Nations Unies sur les violations des sanctions par la République populaire démocratique de Corée a révélé que des navires sans pavillon avaient livré des produits pétroliers raffinés à la RPDC entre mai et octobre 2020. Des images satellites du 8 juillet 2020 ont montré l'un des navires faisant l'objet de l'enquête, l'An Ping, livrant du pétrole raffiné non déclaré à Nampo , en Corée du Nord. Entre juin et juillet 2020, pendant la période de livraison, le navire n'a émis aucun signal AIS. 
Meaconing
Cette section s'applique uniquement au VDE. Les dispositifs de balisage interceptent, enregistrent et rediffusent les signaux AIS authentiques. Contrairement aux brouilleurs, les utilisateurs peuvent émettre intentionnellement à des fréquences et des heures choisies. Cependant, le balisage ne permet pas d'usurper les données de transmission et ne peut que rediffuser les transmissions précédentes. Les signaux préenregistrés transmis par les dispositifs de balisage trompent les terminaux, qui interprètent le signal reçu comme l'indication qu'un navire se trouve précisément à l'endroit où le signal a été enregistré initialement. 
Contre-mesures
Les émetteurs et récepteurs peuvent protéger les systèmes de navigation des navires contre les attaques AIS en équipant les dispositifs de protocoles qui authentifient les signaux émis et valident les signaux reçus. Une étude de 2021 estimait que cela n'était actuellement pas réalisable, faute de bande passante suffisante : une signature numérique est généralement plus longue que le message AIS qu'elle signe. La distribution des signatures numériques consommerait une part importante de la bande passante VDE disponible. De plus, tant que le VDE ne serait pas obligatoire, la signature des messages AIS resterait facultative. 
Non cryptographique
Techniques d’analyse du signal et de l’état 
Les récepteurs surveillent l'horodatage des signaux pour en vérifier la plausibilité. Par exemple, un récepteur peut signaler comme suspect un bateau atteignant un point donné plus rapidement que ce qui serait plausible compte tenu des positions du récepteur et de l'émetteur, ainsi que du délai, de la fréquence et d'autres données fournies dans les signaux transmis. Les systèmes peuvent utiliser un ou les deux types de récepteurs pour filtrer les entrées et se protéger contre les attaques par usurpation d'identité ou par balisage. Ils ne peuvent cependant pas se protéger contre les attaques par brouillage, car en cas d'interruption des transmissions, aucun signal n'est disponible pour être mesuré et comparé. Les systèmes équipés de récepteurs instantanés enregistrent les transmissions de manière intermittente, tandis que les récepteurs de poursuite enregistrent en continu des signaux GNSS spécifiques. En cas d'usurpation d'identité ou de balisage, ces derniers fournissent un contrepoint authentique aux données AIS manipulées.
Techniques de réseaux d'antennes/techniques multi-antennes 
Les navires équipés de plusieurs antennes peuvent utiliser des données spatiales pour déterminer la direction d'arrivée (DOA) des signaux. Cette technique permet de se prémunir contre la falsification des données AIS en identifiant les signaux différents provenant d'une même direction.
Les techniques d'antennes intelligentes peuvent également fonctionner de concert pour employer un précodage à forçage à zéro afin de contourner les attaques de brouillage en transmettant des signaux dans des canaux de fréquence inverses à la fréquence ciblée.
Systèmes inertiels 
Les systèmes inertiels sont des dispositifs qui mesurent la position d'un navire au fil du temps grâce à des capteurs de mouvement et des gyroscopes. Ces dispositifs estiment les positions futures à partir de mesures de vitesse, d'accélération et d'orientation. Les anomalies détectées qui s'écartent du comportement attendu peuvent être signalées pour une analyse plus approfondie.
Cryptographie
Les mesures de chiffrement protègent les informations en garantissant que les informations confidentielles parviennent à leur destinataire si celui-ci possède une clé de déchiffrement unique. La transmission peut également masquer des informations (un « filigrane ») permettant de vérifier l’identité de l’expéditeur. Ces mesures empêchent les acteurs malveillants d’usurper l’identité de signaux authentiques s’ils ne possèdent pas ces codes ou informations secrets. 
Les protocoles d'authentification comprennent des signatures numériques de l'expéditeur qui renvoient les destinataires vers des clés de déchiffrement distribuées par des tiers vérifiant l'identité du destinataire. Cependant, les signatures numériques ne peuvent pas empêcher le meaconing car le message de signature authentique a été enregistré avec la transmission originale. 
Les systèmes peuvent également utiliser des protocoles d'authentification TESLA (Timed Efficient Stream Loss-Tolerant Authentication) pour déchiffrer les transmissions grâce à des clés secrètes envoyées uniquement après la détection du message chiffré par le système. Les chaînes TESLA se forment lorsque chaque message déchiffre le précédent et le suivant. Les longues chaînes sont inefficaces ; cependant, elles offrent une protection élevée contre l'usurpation d'identité, car les attaquants devraient avoir accès à tous les messages précédents de la chaîne. 
GNSS
Les contre-mesures d'attaque AIS ne peuvent pas se défendre en cas de perturbation des signaux GNSS (ou GPS), dans lequel tous les systèmes basés sur le GNSS, y compris l'AIS, cesseront de fonctionner. 
Les essais d'armes antisatellites observés aux États-Unis, en Inde, en Chine et en Russie ont démontré que les États ont la capacité de détruire des satellites et, par conséquent, les systèmes GNSS. En novembre 2021, la Russie a lancé un missile sol-air qui a détruit le satellite soviétique Kosmos-1408, créant un nuage de débris spatiaux à grande vitesse orbitant à la même altitude que la Station spatiale internationale et d'autres satellites. 

Il existe une littérature croissante sur les méthodes d'exploitation des données AIS pour la sécurité et l'optimisation de la navigation, notamment l'analyse du trafic , la détection d'anomalies, l'extraction et la prédiction d'itinéraires, la détection de collisions, la planification de trajectoires, le routage météorologique, l'estimation de la réfractivité atmosphérique et bien d'autres