每天,數十億人使用GPS衛星系統來尋找他們在世界各地的路,但GPS信號是脆弱的。幹擾和欺騙攻擊可以使GPS連接完全癱瘓,或者使某些事物出現在錯誤的位置,造成幹擾和安全問題。影響有多嚴重,問問俄羅斯人就知道。
新的數據分析顯示,在過去的一周裡,俄羅斯的多個主要城市似乎都面臨著廣泛的GPS幹擾。專傢說,信號幹擾是在烏克蘭向俄羅斯領土深處發動遠程無人機攻擊之後發生的,它可能作為一種潛在的方式來阻止依靠GPS導航的無人機。
愛沙尼亞國防情報公司SensusQ的項目經理Erik Kannike說,GPS幹擾已經"以前所未有的規模擴大",他一直在監測這一情況。"我們現在看到的是,從大約一周前開始,GPS幹擾泡覆蓋戰術城市周圍數百甚至數千公裡的范圍。"
GPS問題首先被監測系統GPSJam發現,該系統利用飛機的數據來跟蹤衛星導航系統的問題。該網站記錄自12月初以來在俄羅斯薩拉托夫、伏爾加格勒和奔薩等城市出現的越來越多的GPS幹擾。所有這些城市都位於俄羅斯西部,距離烏克蘭邊境數百公裡之內。
12月5日,GPSJam記錄俄羅斯境內有限的GPS幹擾--大部分登記的幹擾發生在莫斯科周圍,克裡姆林宮多年來一直在那裡篡改GPS連接。然而,GPSJam收集的數據顯示,自12月11日以來,該國多個地區都面臨GPS幹擾。此外,無線數據分析公司Aurora Insight在12月初測量到該地區的GPS信號水平上升--這表明可能發生潛在的GPS幹擾。
在俄羅斯2月全面入侵烏克蘭之初,除莫斯科周圍,該網站在這些地區沒有發現GPS幹擾。最近幾個月,該網站在俄羅斯周圍追蹤到的信號幹擾很少,盡管在白俄羅斯附近有一些。在俄羅斯與芬蘭的邊界附近也記錄一些GPS幹擾。
對全球導航衛星系統的破壞 - 這是一個廣義的術語,包括所有基於衛星的導航系統,包括俄羅斯的格洛納斯、中國的北鬥和歐洲的伽利略--可以通過多種方式造成。最常見的是,攻擊者使用幹擾或欺騙。幹擾可能涉及到覆蓋無線電信號,使其不能按預期運行,而欺騙可以創造虛假信號。幹擾可以阻止無人機在某些地區飛行,使地圖應用程序不可靠。而自2020年以來,似乎有數百艘軍艦的位置是虛假的。
作為使用最廣泛的GNSS系統,GPS在最近幾十年裡已經成為一種"國際實用工具"。這也意味著它變得"更容易受到影響,也更有可能被中斷",幫助保護關鍵基礎設施的非營利組織"彈性導航和計時基金會"的主席達納-高沃德說:"這樣做會對任何數量的系統造成越來越大的破壞。"
跟蹤GPS中斷的大規模監測工作相對較少。創建GPSJam的技術專傢和開源愛好者John Wiseman說,該系統通過查看世界各地飛行的飛機發出的ADS-B信號來工作--這些信號被飛機用來讓人們知道他們的位置並允許他們被追蹤。作為ADS-B數據的一部分,飛機的GNSS信號強度可以被記錄。
Wiseman說,GPSJam是他在2月中旬開始收集數據後於7月推出的,它使用ADS-B Exchange的ADS-B數據,這是一個追蹤飛機的航空追隨者的網絡。這通常指的是GPS數據,但如果飛機使用不同的系統,它也可以是其他GNSS數據。然後,Wiseman每天匯總這些數據,以顯示似乎有GPS幹擾的地區。
GPSJam地圖在世界地圖上以紅色六邊形顯示潛在的幹擾,而可能存在一些較小幹擾的區域則以黃色顯示,綠色六邊形代表沒有幹擾。該系統隻能對飛機飛過的地方和收集ADS-B數據的地方進行分類。自從烏克蘭戰爭開始後,他國民航班機很少飛過該國的領空。
Wiseman說:"大多數定期出現的紅色區域與人們以前記錄的GPS幹擾的地方相關。(他之前建立多個開源的飛行跟蹤工具)在最近受到影響的城市,有一些俄語社交媒體上的帖子討論故障,盡管目前還不清楚GPS在地面上被破壞的程度。
斯坦福大學GNSS實驗室主任托德-沃爾特說,GPSJam是追蹤GPS幹擾的"寶貴資源"。沃爾特說:"這是一個很好的方法,可以快速地看到哪裡有幹擾在進行。"與斯坦福大學的研究人員一起,Walter之前記錄ADS-B數據如何被用於追蹤GNSS幹擾的情況。沃爾特說,盡管這項技術有效,但使用ADS-B數據追蹤GPS中斷還是有局限性。
"它不太擅長檢測弱幹擾器或其他頻率的幹擾器,"沃爾特解釋說,飛機的機身可以屏蔽潛在的阻斷源,使得它更難檢測到較小的、局部的GPS阻斷源。他補充說:"在GPSJam上顯示為綠色的地區也不一定沒有任何GPS幹擾,"。
GPS幹擾也可以從太空進行監測。Aurora Insight公司向WIRED提供的數據顯示,與8月份的測量結果相比,最近幾周俄羅斯西部的信號強度有所提高,該公司利用衛星來感知GNSS的幹擾。"GPS信號水平的增加有可能幹擾某些類型的GPS接收機,"該公司說,並指出這並不明確意味著發生幹擾或幹擾行為。
在俄羅斯對烏克蘭發起的戰爭中,其軍隊一直試圖控制信息空間和通信。它對ViaSat衛星系統的黑客攻擊破壞整個歐洲的衛星連接。城市的電話設備被導彈摧毀,在一些被占領地區,俄羅斯試圖控制烏克蘭的互聯網,使人們受到審查和監視。(與此同時,俄羅斯也以前所未有的規模被黑客攻擊。)
電子戰--包括幹擾和阻斷GPS信號也是戰爭的一部分。俄羅斯在擾亂全球導航衛星系統信號方面有著長期的記錄,包括在敘利亞測試電子戰系統。2018年,克裡姆林宮周圍的出租車在地圖上出現在數千英裡之外。俄羅斯海岸的油輪也從追蹤系統中消失。非營利組織C4ADS在2019年的一份報告中記錄9883起與俄羅斯有關的全球導航衛星系統欺騙案件,稱這往往發生在總統弗拉基米爾·普京訪問某個地區時。(俄羅斯並不是唯一擁有這些能力的國傢。在過去的八年裡,美國的商業航空公司報告至少90起GPS幹擾事件,據說其中許多事件與附近的軍事試驗有關)。
自俄羅斯2月入侵烏克蘭以來,已經多次發現GNSS信號中斷的情況。3月,歐盟航空安全局發出警報,警告烏克蘭周圍和附近地區的衛星導航系統受到幹擾或欺騙。美國指責俄羅斯試圖幹擾GPS,報道稱俄羅斯的幹擾技術使烏克蘭的無人機在地面發生的戰鬥中無法操作。
Kannike說,最近報道的俄羅斯城市的GPS幹擾可能與烏克蘭對俄羅斯領土的攻擊有關,盡管這仍未得到證實。Kannike說:"這裡的邏輯結論是,這是對烏克蘭深入俄羅斯防線後的打擊的回應。"
12月初,烏克蘭對俄羅斯境內的軍事基地發動無人機襲擊。隨後,有報道稱五角大樓支持這些遠程打擊。俄羅斯的媒體和電信機構Roskomnadzor沒有回應評論請求。
GPS幹擾可以阻止無人機在這些地區運行。對俄羅斯電子戰能力的分析稱,該國有多種類型的軍事設備可以用來幹擾GPS。這包括卡車和車輛,配備有幾十根天線,可以移動到官員可能想要阻斷信號的地區。"這表明,至少在冬季,俄羅斯正在采取一種更加防禦性的姿態,他們實際上專註於防止在其本土發生事件,"Kannike補充說。"但俄羅斯人低估烏克蘭遠程打擊能力的日子肯定已經過去。"