Conociendo tu lugar: las implicaciones de la falsificación y la interferencia de GPS

Conociendo tu lugar: las implicaciones de la falsificación y la interferencia de GPS

Los satélites artificiales han transformado el mundo de muchas maneras, no solo en términos de transmisión de comunicaciones y para observar el planeta de formas que antes eran inconcebibles, sino también para permitir una navegación increíblemente precisa. El llamado sistema international de navegación por satélite (GNSS), o satnav para abreviar, utiliza los datos proporcionados por los satélites para señalar una posición en los angeles superficie con una precisión de unos pocos centímetros.

El Sistema de Posicionamiento International (GPS) de EE. UU. fue el primer GNSS, con satélites lanzados en 1978, aunque solo disponible para civiles en un modo de precisión degradada. Cuando el GPS de precisión general se lanzó al público bajo los angeles administración de Clinton en los angeles década de 1990, provocó un aumento en los angeles aceptación de los angeles navegación por satélite por parte del público, desde barcos de pesca y barcos mercantes, hasta los angeles navegación precise que utiliza nada más que un teléfono inteligente con su receptor GPS incorporado. .

Aun así, hay un lado oscuro del GNSS que se expande más allá de su uso militar de guiar misiles de crucero y afines a su objetivo. Esto se presenta en forma de interferencia y falsificación de señales GNSS, que pueden ocultar actividades ilícitas de los sistemas de monitoreo e interrumpir o desactivar los sistemas de un enemigo durante una guerra. Junto con otras formas de guerra electrónica (EW), los angeles interrupción de las señales GNSS constituye un arma potente que puede inutilizar los angeles aviónica y los angeles tecnología de drones más modernas.

Con esto en mente, ¿qué tan significativa es los angeles amenaza de los angeles suplantación de GNSS en specific y cuáles son las formas en que se puede detectar o contrarrestar?

Posicionamiento Efímero

Posicionamiento autónomo GPS utilizando los angeles solución de navegación por satélite (Crédito: Jan van Sickle, GPS para topógrafos)

El concepto básico de un GNSS es bastante sencillo: los receptores terrestres escuchan las señales de los satélites que forman parte de los angeles constelación GNSS específica. Cada satélite GNSS codifica una colección de información en esta señal, que incluye los angeles posición (efemérides) del satélite en un momento dado, así como los angeles hora native en el satélite cuando se envió los angeles señal.

Tomando las señales de al menos cuatro de estos satélites y aplicando el solución de navegación por satélite, se puede determinar así los angeles posición absoluta del receptor. Esto utiliza el principio de trilateración (distancia a un punto conocido) en lugar de triangulación (usando ángulos). Como se puede suponer, un problema potencial aquí implica los angeles deriva del reloj en el lado del receptor y los satélites. Quizás menos esperado es que los angeles velocidad de viaje de los angeles señal también se vea muy afectada por los angeles atmósfera, específicamente el ionosfera.

Esta parte de los angeles atmósfera cambia de grosor y composición a lo largo del día y se ve muy afectada por los angeles exposición a los angeles radiación sun. Como resultado, parte del mensaje del satélite GNSS contiene los angeles información necesaria corrección atmosférica parámetros Debido a los angeles desviación del reloj y los cambios constantes en los angeles composición atmosférica de los angeles Tierra, cada constelación GNSS tiene su propia sistema de aumento. Estos generalmente consisten en una combinación de sistemas terrestres y satelitales que brindan información adicional que un receptor puede usar para ajustar los angeles información GNSS que ha recibido.

Para usar con los angeles navegación de aviones, por ejemplo, es muy común tener un sistema de aumento basado en tierra (GBAS) instalado usando receptores fijos. Estos receptores GNSS luego transmiten los parámetros de corrección a través del sistema de comunicación VHF del aeropuerto al avión, ayudándolos a navegar cuando se acercan o salen del aeropuerto.

Además de los propios satélites GNSS, cada constelación GNSS también tiene su propia estación controladora maestra en tierra, desde los angeles cual se carga regularmente a los satélites información actualizada sobre las condiciones atmosféricas, junto con ajustes de tiempo para compensar los angeles desviación del reloj a bordo del satélite. Esto demuestra que una constelación GNSS es un sistema altamente dinámico que requiere actualizaciones constantes para funcionar correctamente.

Sin embargo, donde las cosas se ponen interesantes es cuando se intenta eludir este sistema, ya sea interfiriendo o falsificando activamente las señales GNSS.

Guerra de mermelada

Se ilustra los angeles falsificación de GNSS. (Crédito: C4ADS)

El concepto de interferir las comunicaciones de radiofrecuencia es bastante sencillo: simplemente transmita en las frecuencias que desea interferir con más potencia de los angeles que es capaz el transmisor authentic. Dado que los angeles señal GNSS es relativamente débil, esto facilita que un sistema basado en tierra bloquee esta señal. Por supuesto, dado que los angeles pérdida de una corrección de satélite GNSS es un problema conocido, las estrategias de respaldo para este escenario son comunes y también es muy notable debido a los angeles pérdida de comunicación de un satélite.

Los angeles suplantación de identidad es mucho más sutil que los angeles interferencia, además de más versátil. En lugar de simplemente hacer estallar las ondas de radio con potencia bruta, los angeles suplantación de GNSS aún implica dominar los angeles señal authentic, pero en lugar de un ataque de denegación de servicio (DoS), los angeles suplantación de identidad está más cerca de un ataque de hombre en el medio (MitM), donde los angeles falsificación las señales de satélite se presentan al receptor como señales genuinas, por supuesto con parámetros falsificados que harán que el receptor calcule una posición que está lejos de donde realmente está.

en un 2019 informe de C4ADS (Centro de Estudios Avanzados de Defensa) titulado Above Us Handiest Stars – Exponiendo los angeles suplantación de GPS en Rusia y Siria, se informa una serie de observaciones sobre dónde Rusia ha utilizado los angeles suplantación de identidad GNSS, por una variedad de razones. Un uso común e interesante parece ser los angeles falsificación de señales GNSS para que los receptores piensen que están ubicados en un aeropuerto cercano. Presumiblemente, esto desencadenaría las limitaciones de geofencing en drones y similares, que luego se negarían a despegar. Esto podría ser útil durante las visitas VIP como estrategia anti-drones, por ejemplo.

Menos inofensivo es el uso militar, donde durante los recientes ejercicios rusos y de los angeles OTAN, Noruega y Finlandia informaron graves interrupciones del GPS. Esto afectó al público al limitar los angeles capacidad de navegación de los aviones comerciales y también interrumpió el uso de las redes de telefonía celular. Supuestamente, en 2011 Irán usó los angeles suplantación de GPS para engañar a un dron Lockheed Martin RQ-170 para que aterrizara en uno de sus aeródromos, donde posteriormente fue capturado. Del mismo modo, ha habido múltiples ocasiones en las que el tráfico marítimo se ha visto interrumpido debido a que los datos de GPS defectuosos se están alimentando al sistema de identificación automática (SIA).

Como señala el informe C4ADS de 2019, esto ha sido informado por barcos en el Mar Negro en múltiples ocasiones, y también en 2019 fue reportado que un portacontenedores americano – el MV manukai – notó un comportamiento muy extraño mientras estaba en el puerto de Shanghái, China. De acuerdo con su pantalla AIS, se mostró que un barco se movía en el mismo canal que el manukai, antes de desaparecer de los angeles pantalla, luego aparecer en el muelle, antes de aparecer en el canal y así sucesivamente. Cuando el capitán desconcertado tomó los binoculares y buscó este barco, claramente estuvo inmóvil en el muelle todo el tiempo.

Caza GNSS

Los angeles interferencia del GPS se puede identificar en función de este anillo de posiciones AIS falsas. Con aproximadamente 200 metros de diámetro, muchas de las posiciones en el anillo habían informado velocidades cercanas a los 31 nudos (mucho más rápido que los angeles velocidad de un barco standard) y un rumbo en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del círculo. Datos AIS cortesía de International Fishing Watch / Orbcomm / Spire.

Lo desconcertante de los angeles falsificación de GNSS detectada en Shanghái es que, en lugar de simplemente mover los angeles posición calculada a un punto fijo cercano, lo que vemos cuando recopilamos los datos AIS incorrectos en un mapa es que forman círculos casi perfectos. Esto es señalado tanto por MIT Generation Overview artículoasí como un artículo posterior de SkyTruth.

Lo que es interesante es que al usar los angeles información de ruta anonimizada de Strava en Shanghái, se pudo observar este mismo ‘suplantación de identidad round’, independientemente de los angeles información del AIS. De alguna manera, parecería que los datos falsificados se actualizan constantemente, para que parezca que el receptor afectado está en movimiento y viajando en este gran círculo.

Todavía se desconoce exactamente cómo se hace esto, o por qué, sin actualizaciones importantes desde el informe inicial en 2019. Ya sea que los angeles intención sea ocultar actividad ilícita o si se debe a algún tipo de piratería cibernética o una falla, nadie está completamente seguro. . Incluso independientemente de Irán, China y Rusia, fallas de ubicación relacionadas con el GPS sigue pasando.

Sin embargo, como equipo de los angeles Universidad de Texas en Austin demostrado en 2013 Ya que utiliza equipos por un valor de $ 2,000 y un yate de $ 80 millones, falsificar señales de GPS es relativamente fácil y directo. No hace falta mucha imaginación para imaginarse lo que es posible hoy en día, desde aquella manifestación hace nueve años usando un presupuesto universitario, especialmente cuando se actualiza a un presupuesto del tamaño de una nación.

De acuerdo a informes actuales, Rusia está falsificando activamente datos de GPS durante los angeles guerra en Ucrania, lo que afectaría principalmente a usuarios privados y comerciales. Naturalmente, se desconoce si el ejército de los EE. UU. tiene copias de seguridad adicionales en el caso de intentos de suplantación de identidad y interferencia, debido a razones de seguridad nacional. Aun así, con los angeles importancia del GNSS hoy en día con los angeles navegación y mucho más, parece pertinente preguntarse si los angeles suplantación de identidad puede detectarse o evitarse.

Saber es los angeles mitad de los angeles batalla

en un análisis de Guy Buesnel, señala que existen bastantes riesgos en los angeles cadena GNSS, entre los cuales se encuentran los equipos defectuosos y las fuentes de interferencia. Quizás los angeles lección más importante de los últimos años ha sido que confiar únicamente en GNSS es arriesgado, y que es esencial agregar formas adicionales para determinar los angeles posición de uno, así como los angeles capacidad de detectar el acto de suplantación de identidad.

Este aspecto de detectar y posiblemente eludir los angeles suplantación de identidad es actualmente un tema de investigación activo, como lo señala, por ejemplo, Mark L. Psiaki, et al. en un artículo reciente. Si bien es poco possible que haya una panacea que resuelva todos los problemas y devuelva el GNSS al sistema infalible que nos prometieron los folletos brillantes hace años, lo que probablemente veremos en el futuro son receptores GNSS mejores y más robustos. Ya estamos viendo que los receptores GNSS integrados en los teléfonos inteligentes pueden usar múltiples constelaciones GNSS, con los angeles capacidad de usar redes WiFi locales, and many others., como aumento.

Usando mejoras de tecnología relativamente baja, sería fácil detectar muchos ataques de suplantación de identidad, como cuando los angeles ubicación calculada de uno cambia repentina y dramáticamente, o cuando el curso calculado de uno no coincide con los datos proporcionados por el sistema de aumento, las torres de telefonía celular u otras fuentes. de información de ubicación.

Incluso si GNSS no es los angeles panacea sin esfuerzo que muchos suponían que generation, sigue siendo una gran maravilla de los angeles navegación y una piedra angular de los angeles civilización moderna que seguirá viendo mejoras como lo ha hecho desde que se lanzó el primer satélite GPS. Solo se necesita estar un paso por delante de los piratas informáticos entrometidos.

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