Аннотация:
При испытании общедоступной системы спутниковой навигации норвежские исследователи потратили около 40 минут, постепенно усиливая ложный сигнал, и, наконец, заставили систему GPS настоящего летающего спасательного вертолета «поверить», что он летит в сторону Норвежского моря. В то же время была изменена спутниковая навигационная траектория другого небольшого самолета, показав, что самолет совершал резкий разворот, выполнить который в реальности было невозможно.
Этот эксперимент был направлен не на то, чтобы вызвать аварию, а на изучение того, что произойдет с самолетами и другой критически важной инфраструктурой, когда глобальные навигационные спутниковые системы будут заблокированы или подделаны.
Это испытание проводилось во время мероприятия Jammertest 2024 года на норвежском острове Андёйя. Андёя расположен примерно в 300 километрах к северу от Полярного круга. Это место, где Норвегия ежегодно проводит масштабные испытания спутниковой навигации на помехоустойчивость. Инженеры, правительственные учреждения и компании, использующие глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС), примут участие в этой деятельности, чтобы найти возможные слабые места в различных устройствах перед лицом реальных угроз посредством искусственного подавления и подмены сигнала.
Во время летных испытаний в тот день в воздух поднялись норвежский спасательный вертолет и небольшой самолет, пилотируемый пилотом Европейской организации авиационной безопасности Евроконтроля. Оба самолета на самом деле следовали обычными маршрутами, но информация GNSS, полученная наземным оборудованием наблюдения, говорила совсем о другом. Кажется, что вертолет постоянно делает плотные, перекрывающиеся повороты на экране слежения, а небольшой самолет показывает серию необычно крутых траекторий полета. На самом деле эти действия просто невозможно выполнить так, как показано на экране.
Это явление было вызвано не тем, что самолет фактически изменил свой маршрут, а тем, что исследователи отправили поддельные сигналы на приемное оборудование GNSS. GNSS включает в себя такие спутниковые навигационные системы, как американская GPS, европейская Galileo, российская ГЛОНАСС и китайская Beidou. Его роль — не только сообщать устройству, «где вы находитесь», но и предоставлять чрезвычайно точную информацию о времени.
Это также наиболее примечательный аспект теста Jammertest. Исследователи не только хотят проверить, можно ли подделать GPS-позиционирование, но также хотят понять влияние помех на сигналы спутниковой навигации на современную инфраструктуру, которая опирается на точную синхронизацию времени.
В ходе испытаний Харальд Хауглин, главный инженер, отвечающий за измерение времени и частоты Норвежской метрологической службы, и его команда использовали постепенно увеличивающийся метод подмены GPS. Вместо того, чтобы внезапно перекрыть обычный сигнал GPS очень сильным фальшивым сигналом, они постепенно увеличивали мощность поддельного сигнала в течение примерно 40 минут, позволяя принимающему устройству постепенно принимать неверную информацию.
По мере того, как фальшивый сигнал продолжает расти, местоположение тестовой точки на карте постепенно начинает меняться. Маркер местоположения на экране постепенно удалялся от реального местоположения, в конечном итоге переместившись в Норвежское море. Весь процесс происходит очень медленно, поэтому устройство не сразу распознает, что столкнулось с аномалией, а постепенно принимает неправильные данные о местоположении.
Подобный «хронический обман» гораздо опаснее простой потери сигнала GPS. Если сигнал GPS внезапно пропадает, система обычно распознает, что навигационные данные недоступны, и переключается на альтернативную систему позиционирования или синхронизации. Но если принимающее устройство по-прежнему считает, что оно получает нормальный, действительный спутниковый сигнал, оно может продолжать использовать ошибочные данные и в дальнейшем передавать эту ошибочную информацию другим системам.
Исследователи также проверили ситуацию после подделки времени GNSS. Чтобы увидеть, как изменилось время, они сравнили нарушенные часы, синхронизированные с GNSS, с ненарушенными эталонными часами, подключенными через оптоволокно на другой стороне горы. Благодаря измерениям с точностью до наносекунд они смогли наблюдать, как поддельные часы GNSS постепенно отклоняются от истинного времени.
Эта проблема имеет последствия далеко за пределами авиации. Современные сети связи, энергетические системы, транспортные системы, финансовые рынки и многочисленные промышленные объекты требуют наличия нескольких устройств для точного определения времени. ГНСС уже давно является важным источником единой привязки времени для этих систем.
Например, различные устройства в энергосистеме должны быть точно синхронизированы, сети связи должны координировать передачу данных в соответствии с единым временем, а финансовые системы полагаются на точную регистрацию транзакций по времени. Пока сигнал GNSS временно прерывается, некоторые системы все еще могут поддерживать работу, опираясь на локальные часы, атомные часы или другие резервные средства, но то, как долго они могут сохраняться, зависит от качества резервной системы.
Реальная опасность заключается в том, что подмена GNSS может не вызвать явный сигнал тревоги о сбое. В отличие от простой «потери сигнала», спуфинг-атака заставляет устройство продолжать получать, казалось бы, обычные спутниковые данные, но эти данные были незаметно изменены злоумышленником. Если неверные данные о времени или местоположении продолжают распространяться, это может постепенно повлиять на несколько взаимосвязанных систем и создать более серьезную проблему синхронизации.
В последние годы значимость помех ГНСС значительно возросла. Поскольку конфликт между Россией и Украиной продолжается, в некоторых частях Европы значительно участились случаи помех спутниковой навигации. В мае 2026 года самолет британских Королевских ВВС столкнулся с помехами GPS вблизи российской границы; В сентябре 2025 года департамент управления дорожным движением Швеции заявил, что помехи спутниковой навигации возникают в этом районе почти каждый день. Эксперты также предупредили, что в июне 2026 года российские спутники излучали помехи из космоса на землю, что привело к временному отключению GPS в некоторых частях Европы.
Авиационная отрасль является наиболее очевидной жертвой этой проблемы. Если самолет получает ошибочную информацию о местоположении, пилоты и авиадиспетчеры могут быстро обнаружить аномалии, но для многих других инфраструктур манипулирование сигналами GNSS может не сразу проявляться как очевидный сбой.
Цель Jammertest — заранее найти эти слабые места. Компании и учреждения, участвующие в тестировании, привезут с собой реальное коммерческое и промышленное оборудование, подвергнутся искусственному вмешательству и обману в публичной среде и поделятся результатами с другими участниками после завершения теста. Эта модель открытого тестирования отличается от аналогичных экспериментов, проводимых военными США, которые обычно находятся под более строгим контролем и имеют меньше публичных данных испытаний.
Столкнувшись с растущей тенденцией помех GNSS, Норвегия и другие страны переосмысливают, сколько резервных систем необходимо в критически важной инфраструктуре. Волоконно-оптические сети синхронизации и атомные часы являются важными решениями для резервного копирования. Среди них технология White Rabbit, разработанная Европейским центром ядерных исследований (CERN), позволяет распределять время между различными устройствами через оптоволоконные сети с точностью менее 1 наносекунды.
Однако эти технологии не могут полностью заменить ГНСС. Системы спутниковой навигации одновременно предоставляют услуги определения местоположения, навигации и времени, тогда как оптоволоконные сети или атомные часы часто решают лишь часть проблемы. Поэтому исследователи полагают, что наиболее реалистичным решением в будущем будет не найти единую технологию, способную полностью заменить GPS, а создать дублирующую систему, состоящую из нескольких систем.
Реальный риск, продемонстрированный этим экспериментом, заключается не в том, что GPS-карта вертолета внезапно показывает ошибки, а в том, что инфраструктура, на которую опирается современное общество, может постепенно принимать неверную информацию, даже когда «все кажется нормальным». Норвежские исследователи потратили 40 минут, убеждая навигационную систему вертолета в том, что он летит в сторону моря, доказывая, что одна из самых больших опасностей, с которыми сталкиваются спутниковые навигационные системы, возможно, не в том, что они полностью теряют сигнал, а в том, что они продолжают работать и сообщают всем неправильный мир.
Комментарии