Zagłuszanie to jedno. Fałszowanie GPS jest groźniejsze, bo wygląda jak prawda
Na samym początku trzeba rozdzielić dwa zjawiska, które często wrzuca się do jednego worka. Jamming, czyli zagłuszanie, polega na zalaniu odbiornika szumem radiowym tak mocnym, że ten przestaje poprawnie odbierać sygnały satelitów. Efekt bywa irytujący, czasem niebezpieczny, ale dość oczywisty, bo nagle “GPS po prostu znika” albo traci na precyzji. Spoofing jest z kolei bardziej podstępny, bo nie odbiera urządzeniu “wzroku”, tylko podsuwa mu fałszywy obraz świata. Odbiornik nadal działa, nadal pokazuje pozycję, nadal może wyglądać na stabilny, ale “okłamuje” użytkownika. Obejmuje z kolei ot emisję sygnałów podobnych do GNSS, które mogą skutkować fałszywą albo niebezpiecznie mylącą informacją o pozycji, nawigacji, dacie lub czasie.
Czytaj też: Przepis na zbrojeniową rewolucję. Jak zrobić coś potężnego z czegoś “głupiego”?
W lotnictwie, transporcie morskim, logistyce i wojsku ta druga sytuacja bywa znacznie gorsza, bo człowiek albo system automatyczny może jeszcze przez długi czas podejmować decyzje z pełnym przekonaniem, że wszystko działa poprawnie. Jak więc się przed tym bronić? Odpowiedź na to pytanie przyszła właśnie z USA.
Ten detektor fałszowania GPS ma działać w ruchu i bez “drugiego” sygnału
Amerykański zespół Oak Ridge National Laboratory przygotował przenośny detektor spoofingu GPS, który ma wykrywać manipulację sygnałem w czasie rzeczywistym i to również podczas jazdy. Nie chodzi więc o stacjonarny zestaw, który po fakcie analizuje dziwne dane, ale o urządzenie przeznaczone do pracy w transporcie, gdzie reakcja jest potrzebna w czasie rzeczywistym.
Najważniejszy element tego systemu nie leży jednak w samej mobilności, bo ta technologia ma wykrywać fałszowanie pozycji, czasu i danych niezależnie od tego, czy atakujący podmienia wszystkie sygnały satelitarne, czy tylko część z nich. Ma też działać podczas ruchu i rozróżniać fałszywy sygnał nawet wtedy, gdy jego moc jest podobna do mocy sygnału prawdziwego. Jest to o tyle istotne, że wiele prostszych metod opiera się na szukaniu anomalii oczywistych, bo na przykład podejrzanie mocnego sygnału. Sprytniejszy atak nie musi jednak ot “krzyczeć” do odbiornika. Zamiast tego może mówić podobnym głosem jak satelita.
Czytaj też: USA usłyszało brutalną prawdę. Generał piechoty morskiej nie szczędził słów o Chinach
Detektor działa niezależnie od samego odbiornika GPS i nie potrzebuje wiedzy o tym, jakie sygnały GPS powinny być w danym momencie dostępne, co samo w sobie jest kluczowe. Korzysta za to z radia programowalnego, a więc zupełnie nowej metody obróbki matematycznej bezpośrednio na odebranych częstotliwościach radiowych oraz wbudowanego procesora graficznego, który wykonuje obliczenia w czasie rzeczywistym. W skrócie więc, urządzenie nie pyta po prostu nawigacji “czy jesteś pewna?”, bo to łatwo przekłamać. Zamiast tego patrzy na warstwę radiową, z której ta pewność w ogóle się bierze.
Czy taki sprzęt jest w ogóle potrzebny poza zastosowaniami wojskowymi? Wbrew pozorom, tak, bo fałszowanie GPS nie musi oznaczać wyłącznie źle poprowadzonego samochodu. Może oznaczać problem z tym, jak systemy rozproszone uzgadniają czas, jak śledzony jest ładunek, jak identyfikowana jest pozycja statku, jak samolot raportuje swoje położenie i jak operator rozumie sytuację na ekranie. Amerykanie opracowali więc coś w rodzaju czujnika dymu dla systemów nawigacyjnych. Sam czujnik nie ugasi pożaru i nie zatrzyma przestępców, ale daje kierowcy, operatorowi albo centrum monitoringu najważniejszą rzecz: informację, że nie wolno już ufać systemowi. Wbrew pozorom jest to ogromna zmiana, bo wiele dzisiejszych systemów logistycznych zakłada, że jeśli pozycja wygląda wiarygodnie, to jest wiarygodna.
Wojna od lat pokazuje, że GPS jest polem walki
Jeśli ktoś regularnie śledzi konflikty zbrojne, nie powinien być zaskoczony. GPS i szerzej GNSS od dawna są celem walki elektronicznej. Dron, który nie potrafi działać bez stabilnej nawigacji satelitarnej, ma dziś poważny problem. Pocisk, amunicja krążąca, system rozpoznawczy czy autonomiczna platforma transportowa również. Dlatego współczesne konstrukcje coraz częściej projektuje się z myślą o świecie, w którym sygnał satelitarny jest zakłócany, fałszowany albo chwilowo niedostępny.
Czytaj też: Ostatni taki niszczyciel wszedł na służbę USA. Nowa epoka już za rogiem
Ten sam kierunek widać przy ukraińskich dronach rozpoznawczych pokroju Sky Devil, gdzie sama kamera i czas lotu przestają wystarczać, a odporność na środowisko pełne zakłóceń staje się warunkiem użyteczności. Podobny problem wraca przy programie Artemis i amunicji krążącej, gdzie odporność na zakłócanie oraz fałszowanie GPS jest jednym z kluczowych warunków działania w nowoczesnej wojnie. Aktualnie zresztą cała Europa ma własny, bardzo namacalny problem z zakłóceniami GNSS w regionie Morza Bałtyckiego, które nie ograniczają się do wojskowych scenariuszy. Problem dotykał bowiem również operatorów dronów, nawigacji morskiej i użytkowników, którym lokalizacja potrafiła “przeskoczyć” w stronę obwodu kaliningradzkiego.
Nawet w wojskowym lotnictwie fałszywa pozycja nie jest abstrakcją. Skutki spoofingu mogą obejmować błędne dane pozycyjne, nawigacyjne i czasowe, a także utratę użycia GNSS. Zresztą ten problem w ostatnich latach szybko się rozprzestrzenił i pozostaje zmiennym zagrożeniem, wymagającym aktualizowanych procedur. Ma to akurat ogromne znaczenie, bo geolokalizacja zasila wiele systemów jednocześnie. Jeśli błąd trafia dalej do ADS-B, systemów świadomości sytuacyjnej, zegarów pokładowych albo innych układów korzystających z dokładnej pozycji i czasu, to pilot może dostać nie jedną złą informację, lecz cały zestaw spójnie wyglądających, ale mylących wskazań.
Kradzież tequili pokazuje, że to nie jest wyłącznie wojskowa sprawa
Idąc dalej, zwykła logistyka już zdążyła dostać własną lekcję, kiedy to światło dzienne ujrzała głośna sprawa kradzieży ładunku Santo Tequila. Pokazała ona, jak cyberoszustwo, fałszywe firmy transportowe i zmanipulowane śledzenie GPS mogą złożyć się w bardzo skuteczny napad bez napadu. Wtedy to bowiem dwa zestawy ciężarowe z towarem wartym ponad 1 mln dolarów (około 3,6 mln zł), nie dotarły tam, gdzie miały dotrzeć. System miał pokazywać, że transport zbliża się do celu, a w rzeczywistości ładunek został przekierowany.
Przestępcy nie musieli zachowywać się jak banda z filmowego napadu na autostradzie. Wystarczyły fałszywe profile firm, przejęcie procesu logistycznego i manipulacja obrazem sytuacji. Kierowcy mogli wykonywać polecenia, zleceniodawca mógł patrzeć na mapę, a finalnie transport i tak nigdy nie trafił do magazynu. Teraz wystarczy podmienić tequilę na leki, elektronikę, broń krótką, sprzęt wojskowy albo materiały promieniotwórcze… i mamy problem.
Tani jammer jest prosty. Dobry detektor spoofingu jest znacznie trudniejszy
GPS przez dekady działał na tyle dobrze, że przestaliśmy zadawać pytania o jego odporność. Teraz te pytania wracają z wojska, lotnictwa, Bałtyku, a nawet logistyki i przestępczości zorganizowanej. Detektor “oszukiwania sygnału GPS” naturalnie nie jest końcem problemu, ale jest dobrym przykładem kierunku, w którym musi pójść cała branża. Nie wystarczy już bowiem ot budować dokładniejszych odbiorników. Trzeba budować odbiorniki bardziej nieufne. Takie, które nie tylko obliczają pozycję, ale też potrafią zauważyć, że ktoś próbuje im podsunąć fałszywą rzeczywistość.
Źródła: Oak Ridge National Laboratory, CBS News, Administracja Federalna Lotnictwa
