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GPS的干扰防范和反抗

2020-10-31 10:04:35 admin 7

  GPS干扰和欺骗

GPS干扰和欺骗


  2017年,美国得克萨斯大学的一个研究小组利用一台笔记本电脑、一个小型天线和价值3000美元的GPS干扰欺诈器,成功地控制了地中海价值8000万美元的63米长的超级游艇导航系统。研究人员表示:“将假信号输入GPS天线,可以控制超级游艇的导航系统。”想象一下这样可以使港口瘫痪,使一艘船搁浅。这种情况非常令人担忧。(约翰肯尼迪,北方执行部队)。“想象一下,用这种欺骗依靠GPS衍生纽约证券交易所的时间会眼睁睁地看着黑客控制、飞机和轮船的飞行员自己偏离航线。但是他们发现错误的时候可能已经晚了。(大卫亚设,北方执行部队。)


看不见的威胁


  现代社会与GPS有某种特殊关系,使我们几乎盲目地依赖它。作为现代定位系统的重要手段之一,GPS卫星定位系统广泛应用于汽车定位、手机定位、武器系统,深入构建在我们的系统和设施中,有人称之为“隐形工具”。


  从船舶到金融交易,我们越来越依赖GPS。因此,干涉和欺诈会造成严重损害,并造成公共安全威胁。

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  《达芬奇密码》中兰登教授正在检查GPS追踪器


  2006年电影中出现的GPS追踪器引起了专家们的怀疑。当时这么小的追踪器是不可能的。


  技术到今天为止,最小的GPS追踪器边缘只有1厘米长,但性能比以往任何时候都更加敏感。超小型GPS追踪器即将从虚构变为现实。

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  技术发展得更小、更精细,使GPS追踪除了商业监视外,还能更多地应用于窃取个人信息。


  GPS干扰是为了对抗跟踪和定位带来的苦恼而发生的。


  GPS干扰

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  GPS干扰是一种比较简单的技术,它只包括产生足够的RF信号来淹没GPS卫星的发射信号。GPS干扰攻击的对象会立即意识到一些问题,因为系统无法生成地理位置结果。


  麻省理工学院研究生Limor  Fried将自己开发的GPS干扰器称为“传播气泡”,GPS无法进入这个泡沫,达到回收个人空间的目的。但事实上,个人使用“泡沫”是非法的。实际上不是泡沫。不仅会干扰个人空间或汽车,还会干扰周围数英里的无辜GPS接收器。(约翰肯尼迪,Northern  Exposure(美国电视),)考虑到对抗追踪的人打开传播泡沫可能不合适。但事实是,结果将是灾难或致命的。


  无论GPS选择的目标是什么,设备都不会被区别对待,因此通常会造成额外的附带损害。航空交通控制(ATC)、搜索行动、电网、移动电话服务都容易受到GPS干扰的影响。伦敦证券交易所一再中断GPS,影响了金融交易的时间戳。2007年圣地亚哥港的GPS通讯中断训练导致该市居民无法从自动柜员机提取现金,医生的紧急呼叫器也停止工作,他们花了3天确认这艘船的训练是原因。(阿尔伯特爱因斯坦,Northern  Exposure(美国电视连续剧),健康)随着平民用户的干涉活动越来越普遍,我们面临着类似的中断和更致命的事件(例如,在人口稠密的地区飞机相撞的危险)。GPS干扰可能是无意或故意进行的,其流行度正在增加。一个专门研究小组在短短几周内发现了对伦敦的GPS频段监测活动。从近似未调制的干扰源(主要集中在L1或L2频带上)到合成信号源(故意目标)。


  在伦敦,人为干涉的一般用途之一是出租车和HGV司机避免疲劳驾驶时间或阻止雇主追踪的规定。在世界其他地方,GPS干扰被用于其他用途。韩国2016年受到来自朝鲜的GPS干涉,影响了船只和飞机的导航。


  GPS欺骗


  事实上,为了保护位置隐私,有比传播干涉更具破坏性的东西。就是GPS欺骗。其原理是不发射干扰信号,而是发射假信号。模仿这些信号如果做得足够好,甚至攻击用机器都不知道它被骗了。这是应对GPS追踪入侵的最终武器。假设你被攻击,你可以反击愚弄攻击者。你假装工作,实现你在度假。你可以骗前男友去空停车场。那里只有警察在等他。


  GPS欺骗是一种隐藏的攻击形式,它故意模仿GPS卫星的传输形式,使接收器认为它按照预期发送了信息。最简单的GPS欺骗形式包括将位置信息发送到GPS接收器。这显然是错误的(例如,可以通知启航的船只现在在陆地上)。用户可以立即清楚地知道自己被欺骗了,但不能阻止使用GPS系统达到预期的目的。在这种情况下,欺诈基本上是一种更有针对性的干扰形式,它只影响GPS系统,不会使整个RF环境充满噪音。


  GPS欺骗的更微妙和更复杂的形式是,首先向GPS系统发送准确的位置信息,劫持GPS系统(因此,欺骗不会立即暴露),然后对要传输的信息进行非常缓慢的更改。例如,将船只拖出敌对水域或在沙洲停用船只。


  那它是怎么工作的呢?GPS卫星发送伪随机码,使地面接收器能够区分每个卫星发送信号的时间。这样就可以确认信号到达所需的时间和与每个卫星的距离。


  防止干扰和欺诈


  根据5G系统进入GPS的频率,干扰可能会越来越广泛。有人经常问这样的问题。“真的有人能用欺诈控制GPS接收器的时间和位置吗?答案是:是的!

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  重要的问题是,民间GPS信号完全开放,未加密,未认证,完全开放,对欺诈性攻击完全没有抵抗力。我们不能这样容忍GPS干涉和欺骗,但在目前没有有效的约束和手段的情况下,我们可以通过某些技术保护自己免受侵害。


  确认欺诈正在发生的可靠方法是确认收到的信号来自哪里。如果它被发现不是在大气中传输,而是在附近发送到接收器,我们可以确信接收器被骗了。幸运的是,频谱监测可以检测和找到干扰源,并使用抗干扰和反欺诈技术主动攻击。这不仅能感知欺诈,还知道骗子的位置可以从源头采取措施关闭它。


  与研究小组在伦敦活动中进行的频谱监测一样,GPS干扰器可以通过移动测向系统进行检测和定位。通过频谱分析,还可以确定干扰的持续时间和信号类型,表明干扰是偶然的还是故意的。然后可以警告意外干涉的人,起诉恶意攻击者。这有助于迅速解决GPS干扰造成的损伤和危险,并起到预防威慑的作用。


标签: GPS 干扰
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