Trendy

Rušení a spoofing: Hrozba pro globální navigační systém – Max Polyakov

Systém GPS pro určování polohy, původně vytvořený pro vojenské účely, se setkal s velkými problémy právě v kontextu dalšího globálního konfliktu. To vše kvůli rostoucímu počtu případů rušení signálu, falšování signálu a kybernetických útoků, které narušují GPS. Hlavním nebezpečím je dominový efekt: selhání navigace má negativní dopad na civilní i vojenskou dopravu, energetické sítě a další systémy, které jsou závislé na geolokaci a přesném satelitním čase. Nemluvě o tom, že mnoho lidí je ohroženo dezorientací: nejen ve městech, ale i na moři, na obloze, ve vesmíru a na dalších odlehlých místech.

Důsledky rušení GPS jsou již aktivně diskutovány v OSN, Agentuře pro kybernetickou bezpečnost a bezpečnost infrastruktury a ministerstvech obrany USA a dalších zemí. O tom, jak realistické jsou negativní scénáře a jak v současné fázi čelit útokům, falšování a rušení signálů satelitů GPS, se dozvíte v našem článku.

Narušení GPS ohrožuje národní bezpečnost a další

GPS je dnes poháněno konstelací 31 satelitů Navstar, řídicím centrem na Zemi a obrovským uživatelským segmentem, který podle společnosti Statista do roku 10,6 dosáhne 2031 miliardy. Mezi ty patří specializované vojenské, námořní a letecké přijímače, ale i civilní automobilové navigátory, chytré telefony, chytré hodinky a jednoduché trackery, které lze připevnit kamkoli.

GPS patří Vesmírným silám Spojených států (USSF), které jsou podřízeny americkému ministerstvu obrany. Systém však mohou používat i civilisté. To se stalo možným v roce 1988 poté, co bylo o pět let dříve v SSSR omylem sestřeleno civilní letadlo společnosti Korean Airlines. Zároveň si GPS stále zachovává určitou vojenskou specializaci: zástupci obranného sektoru dostávají speciální PRN kódy v šifrované podobě, aby chránili citlivé informace před třetími stranami.

Signály GPS jsou zásadní pro navigaci letadel, lodí a vozidel humanitární pomoci, stejně jako pro záchranné složky, finanční transakce, zemědělství a telekomunikační sítě. Elektrické sítě se také spoléhají na GPS: neustálá synchronizace času a frekvence umožňuje řízení výroby, distribuci energie a koordinaci více energetických zařízení. Navigační systém se také používá k určení seismické aktivity a epicentra zemětřesení – přijímače GPS jako první detekují změny ve frekvenci pohybu zemské kůry, což obvykle varuje před blížícím se zemětřesením.

GPS potřebují i účastníci vesmírných misí: k určení času a polohy, určování orbitálních trajektorií a kosmických lodí, k dálkovému zkoumání Země a nebeských těles, k autonomnímu provozu přístrojů a k dalším úkolům. Pokud v budoucích misích na Měsíc američtí astronauti přistanou v oblasti jižního pólu při hledání vody, budou muset téměř neustále pracovat v podmínkách nedostatečného slunečního světla. V tomto případě navigace usnadní přistání a orientaci a systém přesného času, o kterém bude řeč níže, umožní zvolit příznivý okamžik pro vědecké experimenty.

Každý satelit GPS nese vysoce přesné atomové hodiny, které přenášejí čas synchronizovaně (s minimálním zpožděním) s UTC. Jak to vyjádřil Edward Powers, hlavní inženýr ve společnosti The Aerospace Corporation: „GPS nemůže fungovat bez přesného času a poskytuje přesný čas pro každého na světě.“ Podle něj je na GPS závislých nejméně 16 kritických odvětví americké ekonomiky. To znamená, že globální poziční systém se stal jednou z nosných zdí v našem technologickém a do značné míry digitálním světě. A to ho, jak se dalo očekávat, učinilo důležitým pro určité skupiny útočníků a celé státy, zejména autoritářské, které se snaží narušit jeho normální fungování.

Přečtěte si více

Jak se počítá teplá voda?

V roce 2016 piloti letu Cathay Pacific 905 z Hongkongu nahlásili náhlou ztrátu signálu GPS v posledních kilometrech ranveje. Kvůli tomu museli s letadlem přistát za vizuálních letů (VFR). Jednalo se o jeden z prvních medializovaných případů, který demonstroval potenciální hrozbu nejen pro letectví, ale i pro důvěru v navigační systémy obecně. Podobné problémy s GPS byly později zaznamenány desítkykrát na různých letištích po celém světě. Piloti museli upravovat rychlost a kroužit kolem letiště, což hrozilo ztrátou kontroly. Právě tomu se pilot letadla, které mělo přistát v Idahu, těsně vyhnul a jen díky bleskově rychlé reakci řídícího letového provozu nenarazil do hory. Není známo, zda všechny tyto incidenty byly důsledkem zlomyslného zásahu do GPS, ale i tehdy se jasně ukázala vysoká zranitelnost tohoto systému. A to ani ne tak pro letectví, protože letadlo lze ovládat a přistát i bez GPS, ale pro další životně důležité sektory.

V roce 2019 zveřejnila BBC výsledky vyšetřování, které poukázalo na používání falešných GPS signálů v oblastech navštěvovaných Vladimirem Putinem. Během roku pozorování analytici z Centra pro pokročilou obranu (C4ADS) zaznamenali přibližně 10 000 případů falšování GPS signálů, které pravděpodobně souvisely s Ruskem. Incidenty ovlivnily navigaci námořních plavidel a způsobily problémy s navigací na letištích.

Rusko se tak stalo jednou z prvních zemí, které začaly využívat falšování GPS k prosazování svých geopolitických zájmů. Čína může mít podobné motivy – její satelitní navigační systém BeiDou zřejmě začal napodobovat signály amerického GPS a evropského Galilea. Toto podezření měla radionavigační laboratoř Texaské univerzity a později to potvrdili výzkumníci z Německého leteckého a kosmického centra. Ačkoli zaznamenané případy falšování signálu nejsou spojeny se škodlivou činností, schopnost napodobovat signály z jiných satelitů činí z BeiDou skutečnou hrozbu pro národní bezpečnost Spojených států a dalších zemí.

Rušení a falšování signálu jsou hlavními příčinami selhání GPS

V posledních dvou případech šlo o nahrazení „správných“ signálů GPS falešnými, které je s vysokou přesností napodobují. Jedná se o spoofing. Tak se nazývá škodlivá technika a forma kybernetického útoku, která umožňuje zkreslit skutečnou polohu objektu. K tomu se znovu vytvářejí (kopírují) signály z několika satelitů a vysílají ze Země. A protože falešné signály jsou silnější než skutečné, falešné signály snadno nahrazují skutečné. V závislosti na rozsahu operace se používá jak složité drahé vybavení podporované týmy specialistů, tak i relativně cenově dostupné, jako jsou přenosné softwarově definované rádiové systémy (SDR). Největší nebezpečí představují pro drony a autonomní systémy, kde i nepatrný posun souřadnic může vést ke katastrofickým následkům.

Spoofing GPS zatím nezpůsobil velké škody, ale počet hlášených incidentů roste alarmujícím tempem. Díky dostatečným zdrojům pro sofistikované útoky lze spoofing použít k únosu plavidla, přesměrování letadla, krádeži drahého vybavení ze stavenišť a jednoduše k způsobení dopravní zácpy kdekoli na světě s hustou dopravou.

V posledních letech se v oblastech geopolitického napětí objevilo mnohem více případů spoofingu. Například v prosinci 2024 poradní orgán pro letectví OPSGROUP zaznamenal časté používání této technologie na Blízkém východě, včetně Iráku, Íránu a Izraele, a také v Černém moři, kde měla největší dopad na soukromé a komerční lety. V Pobaltí se problém ještě zhoršil po rozsáhlé ruské invazi na Ukrajinu. Ve válečných zónách se spoofing používá především k tomu, aby se zabránilo letadlům a dronům v dosažení jejich cílů. A někteří odborníci tvrdí, že tento dopad je potenciálně škodlivější než rušení GPS.

Přečtěte si více

Naučná pohádka o včelích produktech „Jak dědeček prodával med“. Pro učitele mateřských škol, učitele škol a pedagogy.

Rušení, na rozdíl od spoofingu, nevyžaduje nahrazení GPS signálů – zde stačí potlačit činnost přijímače datového přenosu a učinit ho nepoužitelným. GPS signály jsou potlačeny vysílacími zařízeními, která blokují nebo ruší rádiovou komunikaci. Ačkoli rušení signálu může být náhodné, ve většině případů mluvíme o úmyslném rušení.

Rušení je častější, ale lze ho přesně identifikovat, zatímco spoofing není vždy možné odhalit, což způsobuje problémy. Na jaře roku 2024 Estonsko obvinilo Rusko z rušení GPS nad Pobaltím a oznámilo, že letecké společnosti mají již měsíce problémy s navigací. Dříve ze stejného důvodu společnost Finnair dočasně zastavila lety do Tartu, 170 km od estonsko-ruské hranice. Estonská letecká navigační služba tehdy zaznamenala během měsíce více než 600 nebezpečných incidentů.

Stejně jako spoofing představuje rušení GPS hrozbu pro civilní a vojenské letectví, zejména pro letadla, která používají technologii ADS-B k určení polohy svého přijímače. Tyto informace přenášejí prostřednictvím transpondéru do pozemních stanic a dalších letadel. Potenciál nehod se zvyšuje, pokud se let uskutečňuje za špatného počasí nebo v oblasti s hustým provozem. Zvyšuje se také pravděpodobnost odklonění lodí a zpoždění dodavatelských řetězců a v pohraničních oblastech mohou útočníci rušit signály GPS, aby pašovali zboží nebo se vyhnuli vymáhání práva. Rušení lze také kombinovat s jinými typy kybernetických útoků na kritickou infrastrukturu, aby se způsobilo co největší škody.

Jak řešit problémy s rušením a falešným signálem GPS

Zranitelnost GPS je známá již dlouho. Například tuto otázku nastolilo americké ministerstvo obrany již v roce 1995. Tehdy organizace MITRE, která se zabývá bezpečností národní obrany, letů, finančních, lékařských a dalších systémů, připravila dokument s názvem „Metody boje proti falšování GPS“. Bohužel tato doporučení byla dlouho vnímána formálně a falšování nezpůsobovalo vážné obavy.

Všechno se změnilo s rozvojem technologií a vznikem cenově dostupných rádiových systémů SDR, pomocí kterých lze signály GPS napodobovat i bez hlubokých odborných znalostí a značných zdrojů. V případě Ruska a Číny však vidíme spíše opak: paděláním signálů se pravděpodobně nezabývají amatéři, ale velké totalitní státy.

Existuje mnoho metod pro detekci spoofingu, ačkoli většina z nich je teoretická nebo se příliš nepoužívá. Nejjednodušší a nejlevnější na implementaci je algoritmus pro sledování driftu parametrů, který sleduje abnormální změny v charakteristikách signálu GPS (SNR, souřadnice, časové razítko, 1PPS), což indikuje přítomnost falešných signálů. Ve vojenském sektoru je kryptografie účinná: satelitní kódy jsou šifrovány a dešifrovány pomocí klíče. Tato metoda však není vhodná pro civilní segment uživatelů – je jich příliš mnoho, takže klíč nebude plnohodnotnou ochranou. Mezi další přístupy patří porovnávání dat z různých navigačních systémů (například GPS s GLONASS nebo Wi-Fi) nebo použití více antén, protože pro útočníka je obtížné napodobit přesné signály pro všechny najednou. Složitější metody analyzují zkreslení signálu nebo určují směr, ze kterého přichází, ale často vyžadují drahé vybavení. Zároveň žádná metoda není sama o sobě dokonalá, takže za nejlepší ochranu se považuje kombinace několika přístupů.

Přečtěte si více

DIY těsto na karase: recepty na letní rybolov, jak vařit na plovákové tyči, jak hníst a

Pokud jde o rušení GPS, existují způsoby, jak zmírnit jeho dopady. Spektrální analyzátory a speciální software sledují rádiové rušení a anomálie výkonu, které mohou ovlivnit provoz globálního pozičního systému. Antény s řízeným příjemovým diagramem (CRPA) filtrují rušení a umožňují přesnější určování polohy. Existují také multisenzorové navigační systémy, které kombinují GPS s jinými navigačními metodami, jako jsou inerciální navigační systémy nebo astronavigace založená na využití elektromagnetického záření z astronomických objektů. Z alternativních navigačních systémů stojí za zmínku eLoran, který vyvinulo americké námořnictvo (USN) – spoléhá na nízkofrekvenční rádiové vlny. Zatímco se však v USA infrastruktura pro něj demontuje, v Rusku, Číně a Íránu se vyvíjejí řešení založená na eLoranu.

V poslední době se objevila řešení, která využívají umělou inteligenci a strojové učení k identifikaci případů rušení systému GPS. Zatímco rušení lze snadno identifikovat ztrátou nebo oslabením signálu, spoofing je jiná věc, protože přijímač nadále přijímá signály, i když falešné. V lednu 2025 společnost Slingshot Aerospace získala od amerických vesmírných sil grant ve výši 1,9 milionu dolarů na vývoj systému pro detekci a predikci rušení a spoofingu GPS. Toto řešení je založeno na umělé inteligenci pro sledování satelitů, koordinaci vesmírného provozu, modelování a simulaci vesmírného prostředí. Podobné systémy vyvíjejí DARPA, RNT Foundation, GPSPatron a MIT Lincoln Lab.

OSN varuje, že rostoucí počet incidentů zahrnujících falšování nebo rušení GPS ohrožuje bezpečnost letectví, námořní dopravy a telekomunikační infrastruktury. Jako alternativu navrhují posílení koordinace mezi civilním a obranným segmentem, zlepšení monitorování a rozvoj záložní navigační infrastruktury, a to i na zemi, protože tempo šíření problému je příliš vysoké. Skupina OPS zdůraznila, že jen za poslední tři roky se počet incidentů falšování signálu postihujících letectví zvýšil o 400 %. Britská kosmická agentura vypočítala, že narušení globálního navigačního družicového systému (GNSS), který kromě GPS zahrnuje čínský BeiDou, evropský Galileo a ruský GLONASS, by mohlo způsobit přímé ztráty ve výši 9,8 miliardy dolarů během pouhého jednoho týdne. Zdá se, že je načase zbavit se myšlenky, že GPS funguje stabilně ve výchozím nastavení. A minimálně vyvinout a podporovat alternativy, koordinovat úsilí a hledat nové způsoby ochrany globálních navigačních systémů.

Apple, technologie, informační bezpečnost a vše ostatní

Publikováno 5. května 2015 uživatelem alexmak

Pokračuji v pozorování Apple Watch a zároveň sbírám dojmy pro příspěvek o nedostatcích tohoto gadgetu – těch je také spousta. Dovolte mi připomenout, že myšlenka těchto „poznámek z terénu“ spočívá v tom, že se nyní věnuji jednotlivým případům, kdy Apple Watch používám, a poté se to pokusím vše shrnout. Zatím jsem psal o baterii a o používání Apple Pay.
Mimochodem, rád bych dodal něco k baterii, po téměř týdnu s 42mm verzí Apple Watch. Stabilně zůstane do konce dne asi 50 % baterie, což je zároveň dobré i špatné. Dobré, protože vím, že i když se něco stane, baterie stále stačí. Špatné ale je, že se nedá říct, že baterie vydrží dva dny, protože 10-15 % baterie se stejně přes noc vybije a vy začnete den se 40 % a pak začínají rizika, že to do konce dne nevydrží.

Přečtěte si více

Výběr stříkací pistole - Mastergrad Forum

Shodou okolností jsem musel trochu cestovat a pronajaté auto nemá GPS navigaci, takže aktivně používám navigaci z iPhonu. A najednou se ukázalo, že hodinky v tomto ohledu mohou být příjemným pomocníkem – s tímto případem použití jsem při koupi hodinek nepočítal. Ano, Apple říká, že navigace se dá dělat i z hodinek, ale nějak mě to nenapadlo. Automaticky spustím Mapy v telefonu, najdu objekt, který potřebuji, a spustím navigaci (mimochodem, v USA se mapy Apple za poslední rok nebo dva staly pro navigaci docela přijatelnými). Takže když jsem to udělal poprvé, už s hodinkami, bylo pro mě překvapením, když mě během cesty hodinky začaly informovat o navigačních bodech. Tedy když se blížím k odbočce, v určité vzdálenosti od ní (300-500 metrů) hodinky jednou zavibrují a připomenou mi, že brzy bude odbočka (nebo jiný klíčový bod – například, že je třeba “držet se vlevo”). A když do zatáčky zbývá asi 30-50 metrů, hodinky třikrát zavibrují a upozorní tak na to, že se blíží zatáčka.
Když je na telefonu aktivní navigace, mávnutím zápěstí se aktivuje obrazovka hodinek, která podle navigace ukazuje směr (vpravo nebo vlevo) nejbližší odbočky, o sekundu později se přidá i informace o vzdálenosti k této odbočce (není úplně jasné, proč to všechno nezobrazovat najednou) a předpokládaný čas příjezdu do cílového bodu. Pokud je na telefonu zapnutý zvuk, pak je to vše doplněno i hlasovými zprávami z telefonu.
Obecně se to zpočátku zdá jako maličkost a nesmysl, ale po vyzkoušení této věci chci říct, že je to opravdu pohodlnější než používání navigace v telefonu. Mávnutí rukou (přesněji řečeno, ani nemusíte mávat rukou – stačí otočit ruku, která je na volantu, směrem k sobě a obrazovka se rozsvítí) a rychlý pohled na hodinky pro informace o navigaci se zdá bezpečnější než dívat se na navigaci v telefonu – vyžaduje to více odvracet zrak od silnice. Na hodinkách, které máte před očima poblíž volantu, uživatel dostane potřebné minimum nejdůležitějších informací, dostatečných pro navigaci, a na telefonu jich je často více, než je nutné.
Majitelé aut s navigačními systémy řeknou, že se jich to netýká a že to nepotřebují, ale já s tím asi nesouhlasím. Najít něco na mapě v telefonu je obvykle snazší než v navigaci v autě, nemluvě o tom, že uživatelská rozhraní v navigačních systémech v autě jsou obvykle triumfem něčeho, co je přímo opačné než pohodlí a komfort. Databáze ve vestavěných navigacích se také neaktualizují příliš často a například zde máme jeden sjezd na dálnici, který není na navigačních mapách ani Camara, ani Macanu. No například v Camaru nelze vůbec zadat adresu pro navigaci na cestách – systém zadávání adresy blokuje, můžete vybírat pouze adresy uložené v adresáři a pomocí hlasového vstupu v chytrém telefonu nebo hodinkách to můžete dělat na cestách a zjistil jsem, že navigaci v chytrém telefonu používám častěji než tu v autě – je pro mě pohodlnější, takže mi vyhovuje i navigace v hodinkách.
Rád bych ale poznamenal, že v podmínkách špatného příjmu datového signálu začal celý tento systém fungovat tak tak – včera jsem projížděl řídce osídlenými oblastmi, kde na některých místech T-mobile neměl pokrytí vůbec žádné a navigace začala zpožďovat – hodinky například zapomněly hlásit blížící se odbočku nebo nedokázaly vypočítat vzdálenost k ní. Objevila se ještě jedna závada, ale teď si na ni nevzpomenu – v každém případě něco, co není moc podstatné, a takové věci opraví aktualizace softwaru.
Obecně lze říci, že postoj k takovým případům užití byl velmi dobře popsán ve svém tweetu Marcem Armentem:

1. Nepotřebuji to
2. Tohle nikdy nepoužiji
.
3. (pokusy)
4. Hmm, tohle se ukazuje být docela pohodlné.

Navigace, stejně jako mnoho dalších věcí na Apple Watch, tomuto popisu velmi dobře odpovídá, a proto je tak těžké vysvětlit vychytávky hodinek někomu, kdo je nikdy nezkoušel používat (ani si s nimi pár hodin nehrál). Doufejme, že vám tyto poznámky pomohou to vysvětlit.

Přečtěte si více

VYSOKÉ OTÁČKY PO VYČIŠTĚNÍ ŠKRTICÍ KLAPKY.