GPS: глушилки, спуфинг и уязвимости


    Династия GPS-спуферов за работой

    Я писал, как угоняли дронов, «взламывая» их GPS, и наткнулся на замечательного персонажа — Тодда Хампфриса — который не только воспроизвел «угон беспилотника», но и побудил студентов «угнать» яхту.

    GPS Spoofing
    Spoofing атака на GPS — атака, которая пытается обмануть GPS-приемник, широковещательно передавая немного более мощный сигнал, чем полученный от спутников GPS, такой, чтобы быть похожим на ряд нормальных сигналов GPS. Эти имитировавшие сигналы, изменены таким способом, чтобы заставить получателя неверно определять свое местоположение, считая его таким, какое отправит атакующий. Поскольку системы GPS работают измеряя время, которое требуется для сигнала, чтобы дойти от спутника до получателя, успешный спуфинг требует, чтобы атакующий точно знал, где его цель — так, чтобы имитирующий сигнал мог быть структурирован с надлежащими задержками сигнала.

    Атака спуфинга GPS начинается, широковещательно передавая немного более мощный сигнал, который указывает корректную позицию, и затем медленно отклоняется далеко к позиции, заданной атакующим, потому что перемещение слишком быстро повлечет за собой потерю сигнальной блокировки, и в этой точке spoofer станет работать только как передатчик помех. Одна из версий захвата американского беспилотника Lockheed RQ 170 в северо-восточном Иране в декабре 2011, это результат такой атаки.

    Spoofing GPS был предсказан и обсужден в сообществе GPS ранее, но никакой известный пример такой вредоносной атаки спуфинга ещё не был подтвержден.

    Под катом несколько полезных видео со сценариями атак на GPS, анализ криптографических решений, используемых в навигации, обнаружители глушилок, спуферов, ну и обзор нескольких портативных GPS-глушилок, которые я поразбирал в Хакспейсе.

    Выступление на TED главного GPS-угонщика, короля спуфинга.



    Кто управляет дроном: вы или хакер?

    image
    Студенты охотятся не на бабушек-процентщиц а на многомиллионные яхты

    29 июля 2013 студентам из университета Остина, Техас, удалось отклонить от курса 213-футовую яхту(стоимостью $80 млн) с помощью метода GPS-спуффинга.

    Основным компонентом спуфера стал имитатор GPS-сигналов. Эти устройства выпускаются серийно и предназначаются для тестирования навигационных систем. В большинстве стран они продаются свободно и стоят от тысячи долларов.
    Сам по себе такой имитатор GPS сигналов — маломощный и действует в радиусе десятка метров. Поэтому вторым компонентом спуфера стали усилители, повышающие мощность ложного сигнала GPS в десятки раз.

    Во время эксперимента всё оборудование атакующей стороны находилось на борту яхты, совершавшей плавание в Средиземном море у берегов Италии. Образно говоря, она была погружена в облако ложных сигналов GPS, мощность которых была больше настоящих.

    На первом этапе Тодд запустил процесс дублирования настоящих сигналов со спутников, добиваясь их полного соответствия по учитываемым характеристикам. Добившись слияния обоих сигналов, он немного повысил мощность тех, которые отправляет спуфер. Навигационная система стала считать их основными и отфильтровывала настоящие данные со спутников как помехи. Получив контроль, Тодд стал постепенно искажать вычисляемые сведения о местоположении, уводя яхту севернее заданного курса.


    Капитан яхты убедился в действенности методики, когда отклонение превысило три градуса. После чего Тодд сыграл завершающий аккорд. Изменив данные для определения высоты над уровнем моря, руководитель группы смог заставить навигационный компьютер яхты «считать», что судно находится под водой.

    Бывший наставник Тодда, профессор Корнеллского университета Марк Псиаки (Mark Psiaki), предложил схему защиты от GPS-спуфинга. Сейчас вместе с аспирантами он уже реализовал описанную идею. Его группа создала модифицированный GPS-приёмник с антенной, меняющей своё положение с определённой частотой. Поскольку спутники находятся на значительном удалении друг от друга, а ложные сигналы приходят из одного близкого места, фаза несущего колебания в для такого приёмника будет меняться по-разному, что и позволит распознать обман.

    Как сделать портативный GPS-спуфер самому (цена около $2 тыс)



    Assessing the Spoofing Threat: Development of a Portable GPS Civilian Spoofer





    В этой же публикации автор предлагает 2 варианта защиты от спуфинга: Data Bit Latency Defense и Vestigial Signal Defense

    Еще полезные видео



    Тодд Хампфри разработал бюджетный вариант комбинированного с видеокамерой GPS сантиметровой точности

    [источник]

    Самое свеженькое видео июня 2015 года, где Тодд рассуждает о будущем GPS (есть кадры из его лаборатории)


    Spoofing, Detection, and Navigation Vulnerability (18 сентября, 2014)


    В этой передаче Тодд рассматривает несколько сценариев безопасности GNSS


    несколько слайдов













    Структура рынка безопасности GNSS




    Who's Afraid of the Spoofer? GPS/GNSS Spoofing Detection via Automatic Gain Control (AGC)















    Security For and From GPS


    Detect and Locate GPS Jamming: Provide Actionable Intelligence


    Портативные GPS-глушилки



    Увы, настоящий трекер/маячок я не успел найти, поэтому тестил на смартфоне. Каждый из этих приборов «валил» спутники на расстоянии более 15 метров в помещении.

    подробнее про доступные на рынке России джаммеры (глушилки)


    GP50
    image
    Общая выходная мощность: 70 мВатт
    Цена: 2600 руб

    G600 и G600с

    Возможно заряжать от прикуривателя
    G600 глушит L1:1500-1600 МГц
    G600с глушит L1:1560-1580 МГц и L2: 1217-1273 МГц
    Общая выходная мощность: 150 мВатт
    Работает от аккумулятора: 120 минут (G600) и 60 минут(G600с),
    Радиус: 2-15 метров
    Цена: 3900 руб (G600) и 4200 руб (G600с)

    Black wolf gt-12g


    Глушит все известные частоты спутникового слежения.

    Этот блокиратор спутниковой связи может одновременно глушить спутниковый сигнал в пяти различных диапазонах GPS/ГЛОНАСС:
    L1 – несущий сигнал, L2 – вспомогательный диапазон, L3 – военный диапазон, L4 – диапазон для изучения ионосферы, L5 – новый вспомогательный диапазон.

    L1:1500-1615 МГц
    L2/L3: 1200-1230 МГц
    L4: 1250-1280 МГц
    L5: 1170-1180 МГц

    Радиус блокирования сигнала: 5-15 метров
    Общая выходная мощность: 2 Ватт
    Время работы от аккумулятора: 90 минут
    Цена: 10400 руб.

    Специально для хакеров-страйкбольщиков есть удобное «полевое» крепление



    Статьи на Хабре про безопасность GPS


    Из публикации на Хабре (2011 год):
    По оценке журнала GPS World, сейчас в мире находится в использовании более миллиарда приёмников GPS, и более 90% из них используются только для получения сигналов точного времени.

    Интересно, что энтузиасты уже создали работающие образцы нового поколения таких устройств, способных не просто глушить, но искажать сигналы GPS. Мошенники могут использовать это с целью осуществления неких крупных афёр (например, все заявки на фондовой бирже маркируются сигналами точного времени, так что саботаж в сети конкурента позволит манипулировать котировками акций).


    ФБР по решению суда отключило 3000 GPS-жучков, теперь не может их найти
    d В 2012 году Верховный суд США признал неконституционным использование следящих GPS-устройств без судебного ордера и постановил прекратить такую практику. Поскольку решение суда вступило в силу немедленно, Федеральное бюро расследований было вынуждено в тот же день отключить приём сигнала от около 3000 активных GPS-жучков.


    Устройство GPS-жучка
    image
    Не знаю как в России, но в США граждане периодически находят под днищем автомобиля следящие GPS-устройства, установленные спецслужбами. В прошлый раз, когда о таком стало известно прессе, студент арабского происхождения по неопытности отнёс устройство «производителю», не успев его хорошенько исследовать. Аналогичный прибор на своём автомобиле несколько лет назад нашла активистка за права животных Кэти Томас. Она отказалась вернуть его ФБР, а сейчас осмелилась отдать девайс на изучение.


    Где моя повозка, сударь? Безопасность GPS-трекинга
    Если атакующий хочет получить большое количество данных о передвижении различных объектов, то ему нужно скомпрометировать один из публичных серверов для мониторинга. Как показывает практика, это совсем не сложно, ведь большинство этих веб-сервисов содержат вполне тривиальные уязвимости из списка OWASP TOP 10


    Тесты помех в лаборатории GATE
    Немцы заморочились и масштабно подошли к проблеме GPS-глушилок.

    В результате использования автомобильных подавителей происходит полное разрушение GNSS-сигналов не только в том автомобиле, где он находится, но и в близко расположенных. Это создает реальную угрозу будущему интеллектуальных транспортных систем.
    image
    На рисунке показана тестовая лаборатория, где видны передатчики, мониторинговые станции и центральный пункт GATE. Тестирование помех GNSS-подавителей проводилось в зоне, близкой к этому центральному пункту.

    Для противостояния такой угрозе Университет Федеральных Вооруженных Сил, расположенный в Мюнхене, Германия, приобрел несколько автомобильных подавителей для проведения лабораторных анализов и тестов в лаборатории GATE (Galileo Test Range), в которой симулируются реальные условия. Измерения проводились с помощью экспериментального программного приемника, разработанного в Институте Космических Технологий и Приложений. Приемник позволяет вести запись отсчетов промежуточных частот и анализировать влияние помех на приемник.

    Цель исследования — понять как работает глушилка, чтобы разработать контрмеры. Они накопали кучу данных и сделали серьезную аналитику.


    Вывод был такой:
    Анализ показал, что дальность действия подавителя очень сильно зависит от архитектуры приемника. При каждом сценарии подавители оказывали сильное воздействие. Необходимо принимать меры против использования автомобильных подавителей. Для обвинений в использовании подавителей необходимо размещать детекторы. Эта мера также позволит подсчитать количество используемых подавителей. Деградация GNSS-позиционирования представляет собой угрозу использованию интеллектуальных транспортных систем, предназначенных для повышения безопасности вождения. Поэтому, предотвращение и смягчение эффекта помех должно стать объектом исследований для разработчиков систем автомобильной связи. С помехами в GNSS-системах необходимо бороться точно так же, как и с прочими опасностями на дорогах.


    Analysis, Detection and Mitigation of InCar GNSS Jammer in interference in intelligent transport systems (PDF)
    Car Jammers: Interference Analysis (перевод на русский).

    Так что, если вам нужно угнать автомобиль или предотвратить использование GPS на управляемой ракете, избавиться от геометок на фотографиях, то GPS глушилки — самое то.

    P.S.
    Спасибо компании Diktos за предоставленное оборудование.
    Neuron Hackspace
    Место для гиков и техноэнтузиастов в центре Москвы
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 22

      +6
      Хе-хе, вспоминается древний рассказ «Будни инженеров»:
      отрывок про GPS

      4 июля.
      Приходил Вася. Бывший сотрудник. Теперь крутой. Хвастается GPS. Хам. Поспорили на его джип, что GPS ему не поможет. Hе верит. 5 июля Готовились к спору. Окна джипа закрашены. Вася готов. Смеется. Мы тоже готовы. Hашли подходящий кабель для новой схемки. Главное, чтобы выдержала подстанция.

      6 июля.
      Подстанция продержалась до обеда. Джип застрял в болоте километрах на 120 от города. Вася удивлен. Считал, что он посреди города. Мы рады.

      7 июля.
      Уже не рады. Схемы нет. Прибора нет. Компьютеров нет. Заначенной бутыли тоже нет. Комнаты опечатаны.

        +1
        Ещё фильм «Завтра не умрёт никогда» там в начале корабль с курса сбили.
          +1
          Охрана нас отбила. Потом добавила.
          0
          Время от времени приходит мысль — существует ли система навигации БПЛА на основе визуальных данных? Ну, например, учитывающая положение звёзд/солнца/луны, распознающая элементы ландшафта на земле и пр.
            +12
            прямо видится следующий этап — угон дрона при помощи светодиодных фонариков иммитирующих большую медведицу
              +1
              если крылатые ракеты считать (одноразовыми) БПЛА то есть же там системы навигации по радарной карте местности, и были еще раньше чем GPS появился
                +1
                По звездам тоже есть, по ним ориентируются космические аппараты.
                  0
                  Еще, емнип, в самолеты астронавигацию ставят (или ставили раньше, лично видел соотв. агрегат в универе).
                    0
                    На гражданских самолетах астронавигация не используется.
                      0
                      Вероятно да, но я лично видел прибор с характерной прозрачной верхней полусферой и датчиками внутри. Говорили, что раньше стоял на какой-то ТУшке.
                        +1
                        Ту-95, да.
                  0
                  Да, в томагавках это называется TERCON. Вспомогательный контур, сверяющий рельеф местности с заранее заложенной в мозги картой — для устранения возможных погрешностей других нав. модулей типа GPS.

                  Жаль что в Ardupilot мозгов для этого не хватит ) Я думаю, что жалобы на FPV форумах о том, что коптер ни с того ни с сего рванул за горизонт и исчез, связаны именно с GPS глушилками, которых с каждым днем все больше — водилы траков чтото скрывают от хозяина, бизнесы параною тешат и тп.
                    0
                    Ну не только визуальных. Ещё есть радиолокационное картографированние, но точность карт там, зачастую, не особенно высокая — диапазон-ссс.
                      0
                      Есть инерциальные, с коррекцией от допплеровских измерителей скорости и угла сноса. Конечно, не идеальное решение, но ни от каких спутников не зависит.

                      Например, так была устроена система навигации разных модификаций Ту-154 (пока наконец и туда не пришла GPS).
                      +1
                      Какая программа запущена на смартфоне для тестирования GPS (на фотографиях)?
                      +5
                      Не знаю как в России, но в США граждане периодически находят под днищем автомобиля следящие GPS-устройства, установленные спецслужбами...

                      Люди нашли в новой машине: «Прикупили мы два автомобиля ВАЗ 212140 Нива. По приезду домой при обследовании в одной из ниш багажника обнаружили сей девайс. По факту это кусок канализационной муфты(немецкой) с двумя заглушками. Все герметично. „
                      image
                      image
                      Оказался GPS-трекер.
                      Обсуждение полностью: www.yaplakal.com/forum2/topic1030384.html
                        0
                        А как себя проявит приемник имеюший 2-4 системы: GPS/GLONASS/BeiDou/Galileo?
                          0
                          Нет ничего сложного в том, чтобы перекрыть все системы. Так что вопрос только в желании.
                        • UFO just landed and posted this here
                            +1
                            Чтобы таким образом «обойти амеровскую крипту» нужно, чтобы военный приемник, который умеет читать P(Y) код, был включен уже в обстановке, где передается ретранслированный с задержкой сигнал, иначе система анти-спуфинга срабатывает. Также она срабатывает при нереалистично высоком уровне сигнала, так что факт такого «спуфинга» будет гарантированно обнаружен военными приемниками. То есть то, о чем вы говорите — именно не более чем глушилка, но не спуфер для военных приемников. Для гражданских, как и продемонстрировали картинки в вашем тесте, это действительно работает, потому что в них такой системы нет.
                            0
                            Спасибо, очень интересно.

                            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.