Bredbåndssatellitter kan bremse GPS-spoofing

Plus8. oktober 2020 kl. 12:2510
Bredbåndssatellitter kan bremse GPS-spoofing
Illustration: Starlink.
Nye bredbåndssatellitter i kredsløb tæt på Jorden kan anvendes som et navigationssystem ligesom GPS og Galileo. Dermed kan de også blive et effektivt middel mod GPS-spoofing, hvor falske radiosignaler forvirrer og snyder fly og skibe verden over.
Artiklen er ældre end 30 dage

Der blev løftet en del øjenbryn, da Boris Johnson og den britiske regering købte den konkursramte satellitvirksomhed OneWeb tidligere på året. For hvad skal en regering med et økonomisk ruineret satellitselskab?

Mange spekulerede i, om Boris Johnson har en plan om at bygge de små bredbåndssatellitter, der kredser i lav jordbane og bruges til at levere internet i fjerne egne, om til positioneringssystemer, så Storbritannien hurtigt og let kunne få adgang til et GNSS-system, når Brexit træder i kraft og Storbritannien presses ud af det europæiske GNSS-samarbejde Galileo.

Gratis adgang i 30 dage

Tegn et gratis prøveabonnement og få adgang til alt PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, helt uden binding eller betalingsoplysninger.

Alternativt kan du købe et abonnement
remove_circle
Har du allerede et PLUS-abonnement eller klip?
close

Velkommen til PLUS

Da du er ved at tilmelde dig en gratis prøve beder vi dig hjælpe os med at gøre vores indhold mere relevant for dig, ved at vælge et eller flere emner der interesserer dig.

Vælg mindst et emne *
Du skal vælge en adgangskode til når du fremover skal logge ind på din brugerkonto.
visibility
Dit medlemskab giver adgang
Som medlem af IDA har du gratis adgang til PLUS-indhold, som en del af dit medlemskab. Fortsæt med MitIDA for at aktivere din adgang til indholdet.
Oplever du problemer med login, så skriv til os på websupport@ing.dk
Abonnementsfordele
vpn_key
Fuld adgang til Ing.dk, Version2 og Radar
Fuld digital adgang til PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, tilgængeligt på din computer, tablet og mobil.
drafts
Kuraterede nyhedsbreve
Det seneste nye fra branchen, leveret til din indbakke.
Adgang til andre medier
Hver måned får du 6 klip, som kan bruges til permanent at låse op for indhold på vores andre medier.
thumb_up
Adgang til debatten
Deltag i debatten med andre kloge læsere.
10 kommentarer.  Hop til debatten
Debatten
Log ind eller opret en bruger for at deltage i debatten.
settingsDebatindstillinger
10
20. oktober 2020 kl. 17:09

Jeg tænkte at man måske kunne nøjes med at modificere nogle af GPS sattelitternes pulser, og derved "skubbe" signalerne i tilfældig retning, så det vil være svært at få en præcis lokation, som hvis GPS'erne forstyres af tilfældige reflektioner.

Enig. Det du beskriver er i praksis en svag jamming.

Hvis man har flere GPS'ere, så er naturligvis nemt at se hvis de viser samme position - så er afstanden nul. Sammeligner vi afstanden, med den vi ved der cirka skal være, og sikrer os den nogenlunde er ens når skibet bevæger sig, så tror jeg det er helt umuligt at snyde.

Enig.

Tjekker vi, om dataene er ens, så får vi en sikker identifikation af sproofing. Men, ikke en sikker verifikation af, at signalerne er valide. Der kan som eksempel være støj eller refleksioner, der gør at signalerne modtages forkert. Får vi korrekt visning af afstandene mellem GPS'erne, så kan reflektioner ikke snyde.

Ja. Så længe den beregnede "dilution of precision" ikke vokser sig meget stor, så vil man kunne detektere spoofing. Selv hvis man kunne hacke satellitterne til at udsende et spoofet signal, så vil der kun være et sted hvor den beregnede præcision er maksimal og præcisionen vil falde efterhånden som afstanden til det sted stiger. Det vil man kunne se hvis man har et antal modtagere (I praksis vil 2 sikkert være nok). Ovenstående forudsætter naturligvis at GPS modtageren kan modtage signaler fra mindst 7-9 satellitter (eller spoofing sendere). Såfremt der kun er 4 satellitter "in view" forsvinder muligheden (tror jeg).

9
20. oktober 2020 kl. 16:17

Jeg ved i forvejen ved sådan cirka hvor satellitterne er (jeg kender GPS almanakken over tid) - min GPS modtager kan således tjekke om en eller flere GPS satelliter uforklarligt har skiftet bane. Uden at have regnet efter så kan jeg ikke se hvordan man kan få GPS ligningerne til at give et resultat med hfor flere forskellige positioner, hvis signalet ikke udsendes fra samme sted som de rigtige GPS satellitter.

Jeg tænkte at man måske kunne nøjes med at modificere nogle af GPS sattelitternes pulser, og derved "skubbe" signalerne i tilfældig retning, så det vil være svært at få en præcis lokation, som hvis GPS'erne forstyres af tilfældige reflektioner.

Hvis man har flere GPS'ere, så er naturligvis nemt at se hvis de viser samme position - så er afstanden nul. Sammeligner vi afstanden, med den vi ved der cirka skal være, og sikrer os den nogenlunde er ens når skibet bevæger sig, så tror jeg det er helt umuligt at snyde.

Tjekker vi, om dataene er ens, så får vi en sikker identifikation af sproofing. Men, ikke en sikker verifikation af, at signalerne er valide. Der kan som eksempel være støj eller refleksioner, der gør at signalerne modtages forkert. Får vi korrekt visning af afstandene mellem GPS'erne, så kan reflektioner ikke snyde.

8
20. oktober 2020 kl. 09:34

Enig - men, det er relativ simpelt at have flere spoofing signaler, der udsendes fra forskellig sted.

Det må du meget gerne forklare mig hvordan det kan være simpelt.

Jeg ved i forvejen ved sådan cirka hvor satellitterne er (jeg kender GPS almanakken over tid) - min GPS modtager kan således tjekke om en eller flere GPS satelliter uforklarligt har skiftet bane. Uden at have regnet efter så kan jeg ikke se hvordan man kan få GPS ligningerne til at give et resultat med hfor flere forskellige positioner, hvis signalet ikke udsendes fra samme sted som de rigtige GPS satellitter.

7
20. oktober 2020 kl. 09:19

Min pointe var sådan set bare at hvis alle spoofing signaler udsendes fra samme sted så vil alle opleve samme position. Dvs. to modtagere vil vise det samme selvom de er forskellige steder.

Enig - men, det er relativ simpelt at have flere spoofing signaler, der udsendes fra forskellig sted. Sikres, at afstanden imellem to GPS'er passer, så vil være meget svært at opnå dette på et skib der bevæger sig, med falske signaler.

4
9. oktober 2020 kl. 10:19

Det burde være nemt at detektere spoofing. Placer 2 eller flere GPS modtagere flere steder på flyet/skibet/lastbilen. Hvis alle modtagere viser samme position så er der noget galt. Hvis usikkerheden på nogle af modtagerne er uforklarligt meget højere end på andre, så er der noget galt. Yderligere kan modtageren monitorere GPS almanakken for "mystiske" satellit bevægelser (som fx. at satellitten har skiftet bane). Hvis det sker så er der noget galt.

Denial of service er selvfølgeligt en ganske anden sag.

3
8. oktober 2020 kl. 21:17

"I skriver at GNSS satellitter er i geostationær orbit. Det er de ikke."

Nej, men korrektionssatelitterne til GNSS er parkeret geostationært over ækvator. Det gælder i hvert fald de amerikanske WAAS satelitter og de europæiske EGNOS satelitter, som samler regionale korrektionssignaler fra forskellige jordstationer og videresender dem til modtagere. Teknologien kaldes SBAS (satelite based augmentation system). Det forbedrer nøjagtigheden af modtagerens positionsbestemmelse med en faktor 2-5, og jeg har forstået det sådan, at det også giver større sikkerhed mod spoofing, eller i hvert fald gør det lettere for modtageren at opdage hvis der er noget galt med signalerne. Kun en del af de små civile modtagere kan modtage SBAS signalerne.

På grund af SBAS satelitternes låste position over ækvator kan deres signaler ikke bruges tæt ved polerne. Derfor er satelitbaserede præcisionslandingssystemer til lufthavne i fx Nordskandinavien nødt til at bruge en anden teknologi, med lokalt udsendte korrektionssignaler (GBAS = ground based augmentation system).

2
8. oktober 2020 kl. 18:58

Ligsom Internet kombineret med jordmodtagere kan give bedre præcision (f.x. gpsnet.dk), så kan et sattelitbaseret system, naturligvis det samme. Med de rette algoritmer, betyder det intet hvornår at kloksignalet sendes ud, og teknisk set, så skulle vi kunne have sattelitter derude, der bare sender beeps på helt tilfældige tidspunkter. Det er nok til positionering. Hvor de befinder sig i rummet er også ligegyldigt. Dette kræver dog at der er nogle modtagere på jorden, der kan lytte til signalerne, og et netværk der bruges til korrigering. I mange tilfælde, er tilfældige beeps at foretrække, fordi det er robust. Skal man til at f.eks. justere et ur, så vil det oftest medføre mangel på præcisionen. Alene det at justere, giver anledning til problemer. Sattelitterne kan også lytte til hinanden - dette reducere nødvendigheden af jordbaserede stationer. Men, der skal være nogle få. Jeg vil nok ikke gøre noget ud af at sende data på de rette tidspunkter, men i stedet satse på, at have modtagere der kan måle fejl - og kombinere systemet med informationer om korrektheden. Modtagerne vil få justeringssignalerne forsinket, når f.eks. jordbasrede modtagere, har modtaget signalet.

1
8. oktober 2020 kl. 14:43

Blot en mindre præcisering til jeres artikel: I skriver at GNSS satellitter er i geostationær orbit. Det er de ikke. Den jordsynkrone (geostationære) orbit er en cikulær bane over Ækvator i en højde på 35.786 km. GNSS satellitter er en del tættere på os. De amerikanske GPS satellitter har baner i en højde på ca 20.200 km og deres banevinkel med ækvator er valgt så der sikres en god dækning over store dele af jorden. Se: https://www.gps.gov/systems/gps/space/