Sinjali, me të cilin avionët gjejnë pistën e uljes, mund të falsifikohet përmes një radiu për $600
Avioni në demonstruar sulmin në radio të shkaktuara nga sinjale të falsifikuara uljet në të djathtë të pistës së uljes
Gati çdo mjet ajror që është ngjitur në ajër në 50 vitet e fundit – qoftë një avion me një motor "Cessna" ose një avion gjigant me 600 vende – ka përfituar nga stacionet radiowe për ulje të sigurt në aeroporte. Këto sisteme të glisadës, KGS (angl. ILS, instrument landing system), konsiderohen si sisteme të qasjes precize, pasi, përkundër GPS dhe sistemeve të tjera naviguese, ato ofrojnë informacion jetik në kohë reale në lidhje me orientimin horizontal të avionit në raport me pistën e uljes dhe këndin vertikal të uljes. Në shumë kushte - veçanërisht gjatë uljeve në mjegulli ose nën shkarkim në natën - kjo radionavigacion mbetet mënyra kryesore për të garantuar se avioni prek tokën në fillim të pistës dhe saktësisht në mes.
Si shumë teknologji të tjera të krijuara në të kaluarën, KGS nuk parashikonte mbrojtje nga sulmet. Signalet radio nuk janë të koduara, dhe autenticiteti i tyre nuk konfirmohet. Pilotët thjesht supozojnë se sinjalet akustike që marrin sistemet e tyre në frekuencën e caktuar nga aeroporti - janë sinjale reale, të transmetuara nga operatori i aeroportit. Gjatë shumë viteve, ky defekt në siguri nuk shqetësoi pothuajse askënd, kryesisht sepse kostoja dhe kompleksiteti i falsifikimit të sinjaleve e bënin sulmin të paefektshëm.
Por tani, hulumtuesit kanë zhvilluar një metodë të lirë për sulm, e cila ngre pyetje mbi sigurinë e KGS-së, e përdorur në pothuajse çdo aeroport civil në botën industriale. Duke përdorur një stacion radioje prej 600 dollarësh, hulumtuesit mund të falsifikojnë sinjalet e aeroportit në mënyrë që mjetet naviguese të pilotit të tregojnë se avioni është devijuar nga kursi. Sipas trajnimit, piloti duhet të korrigjojë shpejtësinë e rënies ose orientimin e anijes, duke krijuar kështu një kërcënim për incidentin.
Një teknologji sulmi përfshin dërgimin e sinjaleve të rreme që tregojnë se këndi i uljes është më i vogël se sa është në të vërtetë. Mesazhi i falsifikuar përmban një sinjal të quajtur "prano poshtë", që i informon pilotit për nevojën për të rritur këndin e uljes, gjë që mund të çojë në një kontakt të avionit me tokën para se të arrijë në pistën e uljes.
Në videon tregohet një sinjal tjetër i falsifikuar, i cili mund të paraqesë një kërcënim për avionin që po ulet. Sulmuesi mund të dërgojë një sinjal që informon pilotin se avioni i tij është në të majtë të linjës qendrore të pistës, kur në të vërtetë avioni është saktësisht në qendër. Piloti do të reagojë, duke e çuar avionin në të djathtë, duke rezultuar në një devijim nga pozita.
Hulumtuesit nga Universiteti i Veriut- lindor në Boston konsultuan një pilot dhe një ekspert në siguri, dhe me kujdes theksojnë se një falsifikim i tillë i sinjaleve ka një probabilitet të vogël për t'i sjellë aksidente në shumicën e rasteve. Dështimet në funksionimin e KGS-së janë një kërcënim i njohur për sigurinë e fluturimeve, dhe pilotët e kualifikuar kalojnë trajnime të detajuara mbi se si të reagojnë. Piloti në mot të qartë do ta vërejë lehtësisht se avioni nuk është i rreshtuar me aksin e pistës dhe do të jetë në gjendje të kthehet për një raund të dytë.
Një arsye tjetër për skepticizëm të arsyeshëm është kompleksiteti i realizimit të një sulmi. Përveç një radioje të programueshme, do të nevojiten antena të orientuara dhe një amplifikator. Të gjitha këto pajisje do të jenë mjaft të vështira për t'u futur fshehtas në avion, nëse një haker dëshiron të kryejë një sulm nga bordi i avionit. Nëse ai vendos të sulmojë nga toka, do të nevojitet shumë punë për të alineuar pajisjet me pistën, pa tërhequr vëmendjen. Për më tepër, aeroportet zakonisht monitorojnë praninë e interferencës në frekuenca të veçanta të rëndësishme, për shkak të cilave një sulm mund të ndalojë shpejt pas fillimit.
Në vitin 2012, hulumtuesi Brad Haynes, i njohur me emrin kod , në sistemin AZN-V (vëzhgim të varur automatik-transmetim), të cilin avionët e përdorin për të përcaktuar vendndodhjen e tyre dhe për të transmetuar të dhëna për avionët e tjerë. Ai përmbledh vështirësitë e falsifikimit të sinjaleve KGS kështu:
Nëse gjithçka përputhet – vendndodhja, pajisjet e fshehta, kushtet e këqija atmosferike, një qëllim i përshtatshëm, një sulmues i motivuar mirë, i zgjuar dhe me mundësi financiare – çfarë do të del? Në rastin më të keq, avioni do të ulet në bar, mund të ketë lëndime ose vdekje, megjithatë zhvillimi i sigurt i avionëve dhe ekipet e reagimit të shpejtë sigurojnë një probabilitet shumë të vogël për një zjarr të madh me humbjen e avionit të gjithë. Në këtë rast, ulja do të pezullohet, dhe sulmuesi nuk do të mund ta përsërisë atë. Në rastin më të mirë, piloti do të vërë re një paqëndrueshmëri, do të lërë njolla në pantallona, do të rritet lart, do të bëjë një qark të dytë dhe do të raportojë se diçka nuk shkon me KGS – aeroporti do të fillojë një hetim, që do të thotë se sulmuesi tashmë nuk do të dëshirojë të qëndrojë pranë.
Pra ndaj, nëse çdo gjë shkon ashtu siç duhet, rezultati do të jetë minimal. Krahasojeni këtë me raportin e rezultatit ndaj investimeve dhe efektin ekonomik nga ai rast kur një dhi me dron 1000 dollarë fluturoi për dy ditë rreth aeroportit Heathrow. Padyshim, droni ishte një variant më i efektshëm dhe operativ se një sulm i tillë.
Megjithatë, studiuesit thonë se ekzistojnë rreziqe. Avionët që nuk kapen në glisadë – linja imagjinare që ndjek avioni gjatë uljes ideale – janë shumë më të vështirë për t'u zbuluar edhe në kushte të mira moti. Për më tepër, disa aeroporte të ngarkuara për të shmangur vonesat u japin avionëve urdhra që të mos nxitojnë për kthim në qarkullim edhe në kushte të dukshmërisë së dobët. për ulje nga Administrata Federale e Aviacionit të SHBA-së, të cilat i ndjekin shumë aeroporte në SHBA, përcaktojnë se një vendim i tillë duhet të merret në një lartësi prej vetëm 15 m. Udhëzime të tilla janë në fuqi edhe në Europë. Ato i lënë pilotit shumë pak kohë për të ndërprerë uljen në mënyrë të sigurt, nëse kushtet rrethore vizuale nuk përputhen me të dhënat nga KGS.
«Zbulimi dhe rikuperimi i çdo instrumenti gjatë procedurave kritike të uljes është një nga sfidat më të vështira të aviacionit modern», shkruanin hulumtuesit në artikullin e titulluar «Sulmet pa tela ndaj sistemeve të kurso-gilisadës së aeroplanëve», i pranuar në . «Duke marrë parasysh sa shumë mbështeten pilotët te KGSi dhe në përgjithësi te instrumentet, një dështim ose ndërhyrje e qëllimshme mund të çojë në pasoja katastrofike, veçanërisht gjatë afrimitjeve dhe fluturimeve autonome».
Çfarë ndodh me dështimet e KGSi
Disa ulje, që pothuajse çuan në katastrofë, tregojnë rrezikun e dështimeve të KGSi. Në vitin 2011, fluturimi SQ327 i Airlineve Singapore me 143 pasagjerë dhe 15 anëtarë ekuipazhi në bord papritmas u tërhoq majtas, duke qenë 10 metra mbi pistën e uljes në aeroportin e Mynihut në Gjermani. Pas uljes, Boeing 777-300 u devijua majtas, pastaj ktheu për të djathtën, kaloi linjën qendrore dhe ndaloi, kur çiklet ishin në barin në të djathtë të pistës së uljes.
Në një raport rreth incidentit, i publikuar nga komisioni federal gjerman për hetimin e incidenteve të avionëve, thotë se avioni i kishte kaluar pikën e uljes me 500 m. Hetuesit thanë se një nga shkaktarët e incidentit ishte përmbysja e sinjaleve të radios për ulje nga avioni që fluturonte. Edhe pse nuk ka pasur raporte për të lënduar, ky ngjarje thekson seriozitetin e dështimit të sistemeve të RGS. Ndër incidentet e tjera me dështimin e RGS, që pothuajse përfunduan tragjikisht, është fluturimi neozelandez NZ 60 në vitin 2000 dhe fluturimi i Ryanair FR3531 në vitin 2013. Në një video shpjegohet se çfarë shkoi keq në rastin e fundit.
Vaibhav Sharma menaxhon aktivitetet e një kompanie nga Silicon Valley që merret me sigurinë, në të gjithë botën, dhe fluturon me avione të vegjël që nga viti 2006. Ai gjithashtu ka një licencë operatori për komunikim amator dhe angazhohet në mënyrë vullnetarë në patrullimin ajror civil, ku ka kaluar trajnimin si shpëtimtar dhe operator radiosh. Ai drejton avionin në simulatorin X-Plane, duke demonstruar një sulm me ndërrimin e sinjaleve, duke e detyruar avionin të ulet majtas nga pista.
Sharma na tregoi se:
Një sulm i tillë në KGS është realist, por efikasiteti i tij do të varet nga një kombinim faktorësh, duke përfshirë njohuritë e sulmuesit mbi sistemet e navigacionit ajror dhe kushtet gjatë afrit. Nëse përdoret në mënyrën e duhur, sulmuesi mund të drejtojë mjetin e fluturimit në drejtim të pengesave përreth aeroportit, dhe nëse kjo ndodh në kushte të pamjaftueshme, ekipi i pilotëve do të ketë shumë vështirësi për të zbuluar devijimet dhe për t'u marrë me to.
Ai tha se sulmet kanë potencial të rrezikojnë si avionët e vegjël ashtu edhe ata të mëdhenj reaktiv, megjithatë për arsye të ndryshme. Avionët e vegjël lëvizin me shpejtësi më të vogla. Kjo i jep pilotëve më shumë kohë për të reaguar. Nga ana tjetër, avionët e mëdhenj reaktivë kanë më shumë anëtarë në ekipin e tyre, të cilët mund të përgjigjen ndaj ngjarjeve të pafavorshme, ndërsa pilotët e këtyre mjeteve zakonisht trajnohen më shpesh dhe në mënyrë më të hollësishme.
Ai tha se më e rëndësishme për avionët e mëdhenj dhe të vegjël do të jetë vlerësimi i kushteve përreth, veçanërisht moti, gjatë aterrimit.
«Një sulm i tillë do të ishte më efektiv kur pilotët do të ishin të detyruar të mbështeten më shumë në instrumente për të realizuar një ulje të suksesshme», tha Sharma. «Kjo mund të ndodhë në uljet gjatë natës në kushte të dobëta vizibiliteti, ose në një kombinim të kushteve të këqija me një hapësirë ajrore të ngarkuar, duke kërkuar nga pilotët një ngarkesë më të madhe, gjë që i bën ata të varen shumë nga automatizimi.»
Aandjan Ranganathan, një kërkues në Universitetin e Nevojave Veriore, i cili ndihmoi në zhvillimin e sulmit, na tha se ndihma e GPS në rast të dështimit të KGS-së është gati e pamundur. Shkëputjet nga pista gjatë një sulmi efektiv me ndërrim do të jenë nga 10 në 15 metra, pasi çdo gjë që është më shumë se kaq, pilotët dhe kontrollorët e ajrit do ta vërejnë. GPS do të ketë vështirësi të madhe të zbulojë këto shkëputje. Arsyeja e dytë është se ndërrimi i sinjaleve GPS është shumë i lehtë.
«Mund të ndërronj GPS paralelisht me ndërrimin e KGS-së», tha Ranganathan. «E gjithë çështja është se sa i motivuar është sulmuesi».
Parardhësi i KGS-së
Testet e KGS-së filluan , dhe sistemi i parë operacional u vendos në vitin 1932 në aeroportin Berlin-Tegel në Gjermani.
KGS mbetet një nga sistemet më efikase të uljes. Qasje të tjera, për shembull, , stacioni i radionave udhëheqës, sistemi global i pozicionimit dhe sisteme të ngjashme satelitore të navigimit konsiderohen të pasakta, pasi ofrojnë vetëm orientim horizontal apo tërthor. Ndërsa KGS konsiderohet si një sistem i saktë afërsie, sepse ofron si orientim horizontal, ashtu edhe vertikal (glisada). Në vitet e fundit, sistemet e pasakta përdoren gjithnjë e më pak. KGS është lidhur gjithnjë e më shpesh me autopilotët dhe sistemet e uljes automatike.
Si funksionin KGS: stacioni i radionave të uljes [localizer], këndi i glisadës [glideslope] dhe stacionet e radionave të shenjave [marker beacon]
KGS ka dy komponentë kyç. Radiomaja i linjës së uljes informon pilotin nëse avioni është zhvendosur majtas ose djathtas nga linja qendrore e pistës, ndërsa këndi i glisadës tregon nëse është shumë i madh për të siguruar që avioni të mos humbasë fillimin e pistës. Komponenti i tretë janë maja radiomajash. Ato funksionojnë si piketa që i lejojnë pilotit të përcaktojë distancën deri te pista. Me kalimin e viteve, ato janë zëvendësuar gjithnjë e më shumë nga GPS dhe teknologji të tjera.
Radiomaja e linjës së uljes përdor dy grupe antenash që emitojnë dy tinguj të ndryshëm në lartësi – një në 90 Hz dhe tjetri në 150 Hz – në frekuencën e caktuar për një nga pistat e uljes. Rrjetat e antenave janë vendosur të dyja anët e pistës, zakonisht pas pikës së ngritjes, dhe kështu që tingujt anulohen kur avioni në ulje ndodhet saktësisht mbi linjën qendrore të pistës. Indikatori i devijimit tregon një linjë vertikale në qendër.
Nëse avioni devijon djathtas, tingulli në 150 Hz bëhet gjithnjë e më i qartë, duke bërë që treguesi i devijimit të lëvizë në majtas nga qendra. Nëse avioni devijon majtas, tingulli në 90 Hz bëhet më i qartë, dhe treguesi lëviz në djathtas. Sigurisht, ndihmës i radios për ulje nuk mund të zëvendësojë plotësisht kontrollin vizual të pozitatit të avionit; ai ofron një mjet orientimi themelor dhe shumë intuitiv. Pilotët thjesht duhet të mbajnë treguesin në qendër që avioni të jetë saktësisht mbi linjën qendrore.
Përcaktimi i glisadës funksionon në mënyrë të ngjashme, vetëm se tregon këndin e uljes së avionit në krahasim me fillimin e pistës. Kur këndi i avionit është shumë i vogël, dëgjohet më qartë një zë në 90 Hz, dhe instrumentet tregojnë se avioni duhet të ulet. Kur zbritja është shumë e theksuar, sinjali në 150 Hz tregon se avioni duhet të ngrihet më lart. Kur avioni qëndron në këndin e rekomanduar të glisadës, rreth tre gradë, sinjalet shpërbëhen njëra-tjetrën. Dy antentat e glisadës janë të vendosura në kullë në një lartësi të caktuar, e cila përcaktohet nga këndi i glisadës që është i përshtatshëm për aeroportin specifik. Kulla zakonisht është e vendosur afër zonas së kontaktit të pistës.
Falsifikim i përsosur
Sondazhi i kërkuesve nga Universiteti i Veri-lindjes përdorin transmetues radio software që janë në shitje. Këto pajisje, që kushtojnë $400-$600, dërgojnë sinjale që pretendojnë të jenë sinjale të vërteta, të dërguara nga KGS e aeroportit. Transmetuesi i sulmuesit mund të jetë në bord të avionit të sulmuar, si dhe në tokë, deri në 5 km nga aeroporti. Deri sa sinjali i sulmuesve të jetë më i fuqishëm se sinjali i vërtetë, pritësi i KGS do të perceptojë sinjalin e sulmuesit dhe do të tregojë orientimin në lidhje me trajektoren vertikale dhe horizontale të fluturimit, të planifikuar nga sulmuesi.
Nëse zëvendësimi organizohet keq, piloti do të vështronte ndryshime të papritura ose të çrregullta në matjet e instrumenteve, të cilat ai do t'i pranojë si një defekt të KGS. Për ta bërë të vështirë identifikimin e falsifikimit, sulmuesi mund të saktësojë pozitat e sakta të avionit duke përdorur , sistemin që transmeton çdo sekondë vendndodhjen e avionit përmes GPS, lartësinë, shpejtësinë në lidhje me tokën, dhe të dhëna të tjera në stacionet tokësore dhe në anije të tjera.
Duke këtë informacion, një sulmues mund të fillojë të ndërronte sinjalin, kur avioni në afërsi të uljes është zhvendosur majtas ose djathtas nga pista e aterimit, dhe t’i dërgojë një sinjal që avioni po shkon saktë. Koha optimale për sulm do të jetë momenti kur avioni sapo ka kaluar pikën e referencës, ashtu siç tregohet në videon demonstrative në fillim të artikullit.
Më pas, sulmuesi mund të aplikojë një algoritëm korrigjimi dhe gjenerimi të sinjalit në kohë reale, i cili do të rregullojë vazhdimisht sinjalin keqdashës, për të garantuar që devijimi nga rruga e saktë do të përputhet me të gjitha lëvizjet e avionit. Edhe nëse sulmuesi nuk ka aftësi të mjaftueshme për të krijuar një sinjal të rremë të përsosur, ai do të jetë në gjendje ta ngatërrojë KGS-në, në mënyrë që piloti të mos mund të mbështetet në të gjatë aterimit.
Një variant i manipulimit të sinjalit njihet si "sulmi i mbulimit". Sulmuesi dërgon sinjale të përgatitura posaçërisht me një fuqi më të madhe se sinjalet e transmetuesit të aeroportit. Për këtë, transmetuesi i sulmuesit zakonisht kërkon të dërgojë sinjale me një fuqi prej 20 W. Sulmet e mbulimit lehtësojnë kryerjen e një zëvendësimi të besueshëm të sinjalit.
Sulmi i mbulimit
Varianti i dytë i zëvendësimit të sinjalit njihet si "sulmi monokromatik". Avantazhi i tij është se mund të dërgojë një zë me një frekuencë të vetme me një fuqi më të vogël se ajo e KGS-së së aeroportit. Ai ka disa disavantazhe, për shembull, sulmuesi duhet të dijë saktësisht specifikën e avionit – për shembull, pozita e antenave të KGS-së.
Sulmi monokromatik
Mungesa e zgjidhjeve të lehta
Kërkuesit thonë se aktualisht nuk ka mënyra për të eliminuar kërcënimin e sulmeve të zëvendësimit. Teknologjitë alternative të navigimit – duke përfshirë radion e azimutit multifunksional, radion e drejtimit, sistemin global të pozicionimit dhe sisteme të ngjashme satelitore të navigimit – përbëjnë sinjale pa tel, pa një mekanizëm autentifikimi, dhe, si rrjedhojë, janë të ekspozuara ndaj sulmeve të zëvendësimit. Më tepër, informacionin mbi trajektoren horizontale dhe vertikale të fluturimit mund ta japin vetëm KGS dhe GPS.
Në punimin e tyre, kërkuesit shkruajnë:
Shumica e problemeve të sigurisë, me të cilat përballen teknologji të tilla si , dhe , mund të rregullohet duke implementuar kriptografinë. Megjithatë, kriptografia do të jetë e pamjaftueshme për të parandaluar sulmet me lokalizim. Për shembull, enkriptimi i sinjalit GPS, i ngjashëm me teknologjinë ushtarake të navigacionit, mund të parandalojë sulmet me zëvendësim deri në një shkallë të caktuar. Në çdo rast, një sulmues mund të redirektojë sinjalet GPS me vonesa të nevojshme, duke arritur kështu ndërrimin e vendndodhjes ose kohës. Frymëzim mund të merret nga literatura ekzistuese për parandalimin e sulmeve të zëvendësimit të GPS dhe të krijohen sisteme të ngjashme në anën e marrësit. Një alternativë mund të jetë implementimi i një sistemi të sigurt për lokalizim në shkallë të gjerë, i bazuar në kufizimin e distancës dhe teknikat e sigurta të konfirmimit të afërsisë. Megjithatë, për këtë do të nevojitet të sigurohet komunikim dypalësh, dhe kjo alternativë kërkon studim të mëtejshëm rreth shkallueshmërisë, mundësisë së implementimit dhe problemeve të tjera.
Në administratën federale të aviacionit civil në SHBA kanë raportuar se nuk kanë informacion të mjaftueshëm në lidhje me demonstratën e kryer nga hulumtuesit për të dhënë komente.
Ky sulmi dhe volumi i konsiderueshëm i hulumtimit janë impresionues, por pyetje kryesore në punim mbetet pa përgjigje – sa e mundshme është që dikush do të dëshiron të investojë përpjekje për të realizuar një sulm të tillë në të vërtetë? Lloje të tjera të dobësive, për shembull, ato që lejojnë hakerat të instalojnë programe malware në mënyrë të largët në kompjuterët e përdoruesve, ose të anashkalojnë sisteme të njohura enkriptimi, janë të lehta për t'u monetizuar. Me sulmin e zëvendësimit të KGS, kjo nuk është e tillë. Kjo kategori përfshin gjithashtu sulmet që rrezikojnë jetën ndaj pacemaker-ëve dhe pajisjeve të tjera mjekësore.
Dhe ndonëse motivi për sulme të tilla është më i vështirë për t'u parë, do të ishte një gabim të neglizhosh mundësinë e tyre. Në , të publikuar në maj nga C4ADS, një organizatë jo fitimprurëse që trajton çështjet e konflikteve globale dhe sigurinë ndërkombëtare, theksohet se Federata Ruse shpesh ka kryer testime të gjerë të ndërhyrjeve në sistemin GPS, si rezultat i të cilave sistemet naviguese të anijeve gabonin në pozicionin e tyre me 65 milje e më shumë [Në të vërtetë, raporti thotë se gjatë hapjes së urës së Krimesë (pra, jo "shpesh", por vetëm një herë) transmetuesi i vendosur në këtë urë ka bllokuar sistemin global të navigacionit, dhe funksionimi i tij është ndjerë madje afër Anapës, e cila ndodhet 65 km (dhe jo milje) larg këtij vendi. "Gjithçka është e saktë" (c) / shën. përk.].
"Federata Ruse ka një avantazh relativ në përdorimin dhe zhvillimin e kapaciteteve për t'iu fshehur sistemeve globale të navigacionit", paralajmëron raporti. "Megjithatë, kostoja e ulët, disponueshmëria në tregun e hapur dhe lehtësia e përdorimit të këtyre teknologjive, ofron jo vetëm për shtetet, por gjithashtu për rebelët, terroristët dhe kriminelët mundësi të gjera për të destabilizuar rrjetet shtetërore dhe jo-shtetërore."
Edhe pse zëvendësimi i KGS duket si një temë ezoterike në vitin 2019, është e pamundur të merret si një supozim fantastik që në vitet në vijim kjo do të bëhet një praktikë më e zakonshme, ndërsa teknologjitë e sulmit do të bëhen më të qarta dhe transmetuesit e radiove të menaxhuara me program do të bëhen më të zakonshëm. Sulmet ndaj KGS nuk është domosdoshmërisht të realizohen për të shkaktuar aksidente. Ato mund të realizohen për të penguar funksionimin e aeroporteve, ashtu si dronët e paligjshëm çuan në mbylljen e aeroportit Gatwick në Londër muajin e kaluar, disa ditë para Krishtlindjeve, dhe tri javë më vonë – aeroportit Heathrow.
«Paratë janë një motivim, ndërsa demonstruar forcë është një tjetër», tha Ranganathan. «Nga pikëpamja e mbrojtjes, këto sulme janë shumë kritike. Kjo duhet marrë parasysh, sepse në këtë botë do të ketë mjaft njerëz të cilët do të duan të demonstrojnë forcën».
Burimi: habr.com
