警惕!GPS也会忽悠你

这是一个会让人感觉不安的问题,但美国康奈尔大学的研究者正在进行这方面的研究,他们试图去“欺骗”一下GPS接收器。GPS是美国的一个导航系统,有超过30颗卫星在特定的轨道上以每天饶地球两周的速度运行,它们收集地面、海洋、大气中的信息,并对其进行计算和定位,然后把信号发送出来。“欺骗”这个词并非什么科学术语,但它已经不是第一次出现在雷达领域了。研究者发射出虚假的GPS信号,而GPS接收器则把这些信号当作真实信号接受了。
原理图:GPS接收器(欺骗装置)发射出虚假信号,而目标GPS接受器则信任了这些虚假信号,因此被误导。
康奈尔大学的研究者进行了一年多的准备和实验,最近他们于9月19号在乔治亚州萨凡纳市举行美国导航协会会议上发表了有关这一研究的论文。
为了展示导航系统是如何被欺骗的,研究者们在来自康奈尔大学的保罗·金特纳(Paul Kintner)和马克·普西亚基(Mark Psiaki)教授的带领下,对一个公文包大小的GPS接收器进行编程(这款GPS原本用于GPS研究),使其发射出虚假信号。
论文的另一位作者布伦特·莱德维纳(Brent Ledvina),他于07年在康奈尔大学拿到哲学博士学位,现在已经是弗吉尼亚理工大学电子和计算机工程学的一名助理教授。而文章的第一作者是托德·汉弗莱斯(Todd Humphreys)同样是07年康奈尔大学的哲学博士。他们在文章中详细描述了如何将“假冒”的接收器安置在导航装置的附近,这些接收器接收到GPS卫星发出的信号后,将进行跟踪、篡改并转发这些篡改后的信号。最终,那些导航装置相信了来自于接收器的虚假信号。
手持(车载)GPS系统为野外穿越或在不熟悉的高速公路上驾车提供非常大的帮助,因此在日常生活中非常受欢迎。不仅如此,GPS还进入了全世界的科技领域。大型的贸易企业和财政机构也都纷纷将GPS用于相应的部门。
“GPS正在涌进技术领域,比如电网或是水力系统,如果他们遭受了攻击,后果将不堪设想。” 金特纳说,他是康奈尔大学电子和计算机工程专业的教授,同时担任康奈尔GPS实验室主任。
研究者充分展示GPS的漏洞,他们也有信心帮助GPS开发人员者改进设计方案,以对抗这些有可能遭受到的攻击。“我们的目标是要给GPS开发人员提个醒,让他们去认真思考如果应对我们的攻击,这最终将使GPS更安全实用。”康奈尔大学机械与航空航天工程教授普西亚基说。
事实上,“欺骗GPS”这个概念并非第一次出现,早在2003年12月,美国政府的报告中就提出了7项针对此类攻击的应对措施。
但是,在这些研究者看来,上述应对措施还无法成功防御用他们重新编程过的GPS接收器进行的信号攻击。
“我们相信我们可以欺骗所有的GPS,这就是我没研究的意义所在,” 汉弗莱斯说。
(来源:环球科学编译 2008-09-27)