商业航班正在经历“难以想象的”GPS攻击,没人知道该怎么办

综合作者 / 花爷 / 2025-02-06 10:39
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      商业航空机组人员报告说,中东上空出现了“不可想象”的情况:自去年9月以来,新型“欺骗”攻击导致导航系统在数十起

  

  

  商业航空机组人员报告说,中东上空出现了“不可想象”的情况:自去年9月以来,新型“欺骗”攻击导致导航系统在数十起事故中失灵。

  9月下旬,在导航系统失灵后,伊朗附近的多架商业航班误入歧途。飞机首先接收到欺骗性的GPS信号,这是一种旨在欺骗飞机系统的信号,使其误以为飞机在远离实际位置的地方飞行。其中一架飞机几乎未经许可飞入伊朗领空。从那以后,在网上讨论这个问题的机组人员表示,情况只会变得更糟,专家们正在竞相确定谁是幕后黑手。

  OPSGROUP是一个由飞行员和飞行技术人员组成的国际组织,该组织在9月份对这些事件发出了警告,并开始收集数据,与成员和公众分享。据OPSGROUP称,中东地区的多架商用飞机在接收欺骗导航信号数月后失去了导航能力。不仅是gps,后备导航系统也会损坏,导致完全失败。

  根据OPSGROUP的说法,这些活动集中在三个地区:巴格达、开罗和特拉维夫。该组织在11月的最新报告中表示,该组织在过去五周内追踪了50多起事件,并确定了三起新的、不同类型的导航欺骗事件,其中两起是在9月首次报告之后发生的。

  虽然GPS欺骗并不新鲜,但这些新攻击的具体载体以前是“不可想象的”,OPSGROUP称它们暴露了“航空电子设备设计的根本缺陷”。这种欺骗破坏了惯性参考系统,惯性参考系统通常被称为飞机的“大脑”,它使用陀螺仪、加速度计和其他技术来帮助飞机导航。Motherboard采访的一位专家表示,这“意义重大”。

  OPSGROUP在关于这些事件的公开帖子中说:“这听起来不可思议。”“惯性参考系统(IRS)应该是一个独立的系统,不能被欺骗。我们可能会失去所有的机载导航能力,不得不向(空中交通管制)询问我们的位置和航向,这种想法乍一看没有什么意义——尤其是对拥有最新航空电子设备的最先进飞机来说。然而,多份报告证实这种情况确实发生了。”

  信号干扰在中东地区很常见,但这种强大的欺骗是新的。德克萨斯大学奥斯汀分校研究卫星通信的教授托德·汉弗莱斯(Todd Humphreys)表示,自2018年以来,叙利亚附近的天空一直存在极其强大的信号干扰器。“叙利亚被称为‘地球上最具侵略性的电子战环境’特种作战司令部],”汉弗莱斯告诉Motherboard。

  汉弗莱斯领导着德克萨斯大学的无线电导航实验室,该实验室开发的软件被国际空间站上一个强大的接收器所使用,该接收器用于研究来自近地轨道的全球导航卫星信号。如今,汉弗莱斯和他实验室的研究生团队一直在研究该地区的信号。

  “除了普通的干扰(例如,用啁啾干扰器),我们在无线电拖网中捕获了GPS欺骗信号,”他说。“但有趣的是,欺骗信号似乎从来都不完整。它们要么缺少关键的内部数据,要么互不一致,因此无法骗过GPS接收器。他们的目的似乎是拒绝服务,而不是真正的欺骗。我和我的学生们开始意识到欺骗是一种新的干扰。换句话说,它被用于拒绝服务,因为它比直接干扰更有效。”

  目前还没有解决这个问题的办法,其潜在的灾难性影响和原因尚不清楚。根据OPSGROUP 11月份的更新,“业界在解决这个问题方面进展缓慢,让机组人员独自寻找检测和减轻GPS欺骗的方法。”

  汉弗莱斯说,如果机组人员确实意识到有什么不对劲,他们唯一的办法就是依靠空中交通管制。

  “GPS和IRS及其冗余备份是现代飞机导航系统的主要组成部分,”Humphreys说。“当他们的读数被损坏时,飞行管理系统会假设一个错误的飞机位置,合成视觉系统会显示错误的背景,等等。最终,如果飞行员发现有什么不对劲,他们可以在陆地上恢复[甚高频全向范围]/[距离测量设备]。但在最近的几个案例中,空中交通管制不得不介入,直接为飞行员提供“矢量”(通过不安全的通信信道),引导他们到达目的地。这不是一个可扩展的解决方案。”

  汉弗莱斯称这种新的欺骗攻击“意义重大”。

  汉弗莱斯说:“如果飞行员知道发生了什么,而忽略了GPS和损坏的国税局,那么欺骗的效果就仅限于拒绝服务。”“但GPS干扰的一个重要区别是,虽然干扰拒绝GPS,但它不会破坏IRS。欺骗可以,这对航空安全非常重要。”

  他告诉Motherboard说:“这表明,在GPS故障的情况下,作为航位推算备份的惯性参考系统在面对GPS欺骗时根本没有备份作用,因为被欺骗的GPS接收器会损坏IRS,然后IRS会自动计算出损坏的位置。”“更重要的是,冗余的GPS接收器和IRS(大型飞机有2+ GPS接收器和3+ IRS)没有提供额外的保护:它们都被损坏了。”

  在过去的15年里,汉弗莱斯和其他人一直在对类似的袭击事件发出警告。2012年,他在国会就保护全球导航卫星系统不受欺骗的必要性作证。“GPS欺骗行为就像针对航空系统的零日漏洞,”他告诉Motherboard。“他们对此完全没有准备,也无力对抗。”

  根据汉弗莱斯的说法,OPSGROUP从9月份开始的报告是“我所知道的第一个商用飞机因GPS欺骗而偏离航线的明确案例。”

  这种新颖的欺骗攻击背后的实体尚不清楚,但汉弗莱斯说,他和一名学生已经缩小了可能的来源。他说:“上周,我的学生扎克·克莱门茨(Zach Clements)利用近地轨道上几艘航天器的原始GPS测量数据,确定了这种欺骗的来源位于德黑兰东部边缘。”

  伊朗不会是该地区唯一一个欺骗GPS信号的国家。正如Politico首先报道的那样,克莱门茨在哈马斯10月7日的袭击之后,第一个发现欺骗很可能来自以色列。汉弗莱斯说:“我们从10月15日左右开始看到的对以色列的强烈和持续的欺骗几乎可以肯定是以色列自己实施的。”“以色列国防军实际上向《国土报》的记者承认了这一点。”汉弗莱斯说,当时遇到这种GPS欺骗的机组人员可以依靠其他机载仪器着陆。

  汉弗莱斯说,以色列的欺骗效果与9月底在伊朗附近观察到的效果相同。他说:“据我所知,这是首次明确的GPS欺骗商用飞机的案例。”“它们发生的时间如此接近令人惊讶,但可能只是巧合。”

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