Todd Humphreys: Come ingannare un GPS

È successa una cosa, nelle prime ore del mattino del 2 maggio 2000, che ha avuto un effetto profondo sul modo di operare della nostra società. Ironicamente, all'epoca è stato a malapena notato. Il cambiamento è stato silenzioso, impercettibile, finché non si è saputo esattamente cosa cercare. Quel mattino, il presidente degli Stati Uniti Bill Clinton ha ordinato l'accensione del Global Positioning System nei satelliti in orbita. Instantaneamente, tutti i ricevitori GPS della terra sono passati dalo sbagliare le dimensioni di un campo da football a sbagliare le misure di una piccola stanza.

È difficile esagerare l'effetto che questo cambiamento nel grado di precisione ha avuto su di noi. Prima dell'accensione, non avevamo i sistemi di navigazione nelle auto con indicazioni precise, perché all'epoca il GPS non riusciva a dire in che quartiere vi trovavate, figuriamoci la strada.

Per la geolocalizzazione la precisione è importante, e le cose sono migliorate solo negli ultimi 10 anni. Con maggiori postazioni, maggiori postazioni a terra, migliori ricevitori e algoritmi, il GPS ora non solo può dirvi in che strada siete ma in quale punto della strada.

Il livello di precisione ha dato origine a una rivoluzione dell'innovazione. Infatti, molti di voi oggi sono arrivati qui con l'aiuto del navigatore Tom Tom sul cellulare. La mappe di carta stanno diventando obsolete.

Ma siamo ora sull'orlo di un'altra rivoluzione nella precisione della geolocalizzazione. E se vi dicessi che il margine di precisione di 2 metri dell'attuale sistema di posizionamento dei cellulari e del TomTom fosse patetico rispetto a quello che potremmo avere? Da un po' di tempo ormai si sa che prestando attenzione alla fase portante del segnale GPS e se avete una connessione Internet, potete passare da una precisione di posizionamento al metro ad una precisione al centimetro, perfino al millimetro.

Allora perché non abbiamo questa capacità nei telefoni? Credo sia solo per mancanza di immaginazione. I produttori non hanno costruito questa tecnica della fase portante nei loro chip economici dei GPS perché non sono sicuri di cosa se ne farebbe la gente comune di una geolocalizzazione così precisa da individuare una piega nel palmo di una mano. Ma voi, io e altri innovatori riusciamo a vedere il potenziale del prossimo balzo nella precisione. Immaginate per esempio una app di realtà aumentata che sovrapponga un mondo virtuale con una precisione millimetrica al di sopra del mondo fisico. Potrei costruirvi qui sopra una struttura in 3D, con precisione millimetrica, che potreste vedere solo voi, o i miei amici a casa.

Questo livello di posizionamento, questo è quello che stiamo cercando e, nel giro di qualche anno, prevedo che questo tipo di iper-precisione del posizionamento basata sulla fase portante diventerà economica e onnipresente, e le conseguenze saranno fantastiche.

Il Santo Graal, ovviamente, è il mini-ricevitore GPS. Vi ricordate il film "Il Codice Da Vinci"? Qui il Professor Langdon esamina un mini-ricevitore GPS che la sua complice dice essere un sistema di tracciamento accurato con un errore di 60 cm, ma sappiamo che nel mondo reale, quel mini-ricevitore GPS è impossibile, giusto? Per un motivo: il GPS non funziona al chiuso. E per un altro motivo, non esistono dispositivi così piccoli, in particolare quando questi apparecchi devono affidare le misure ad una rete.

Queste obiezioni erano assolutamente ragionevoli qualche anno fa, ma le cose sono cambiate. C'è stata una forte tendenza alla miniaturizzazione, ad una migliore sensibilità, così tanto che qualche anno fa, un apparecchio di tracciamento GPS aveva l'aspetto di questa scatoletta a sinistra delle chiavi. Confrontate questo con gli apparecchi usciti solo qualche mese fa che sono ora racchiusi nella dimensione di una chiavetta e se guardate all'ultima generazione di ricevitore GPS completo, della dimensione di 1 cm di lato e più sensibile che mai, vi rendete conto che il mini-ricevitore GPS passerà ben presto dalla finzione alla realtà.

Immaginate cosa potremmo fare con un mondo pieno di questi ricevitori GPS. Non solo non perderete più il portafogli o le chiavi o vostro figlio a Disneyland. Comprerete mini-ricevitori GPS in grandi quantitativi e li attaccherete su tutto ciò che possedete che valga più di 10 dollari.

Una mattina non riuscivo più a trovare le scarpe, e, come al solito, ho dovuto chiedere a mia moglie se le avesse viste. Ma non dovrei disturbare mia moglie con questo tipo di banalità. Dovrei essere in grado di chiedere alla mia casa dove sono le mie scarpe. (Risate)

Chi di voi è passato a Gmail ricorda quanto fosse piacevole passare dall'organizzare tutte le email alla semplice ricerca. Il mini-ricevitore GPS farà lo stesso con gli oggetti che possediamo.

Ovviamente c'è un rovescio della medaglia del mini-ricevitore GPS. Ero in ufficio qualche mese fa e ho ricevuto una telefonata. La donna dall'altro lato, chiamiamola Carol, era nel panico. Apparentemente, un ex fidanzato della California l'aveva trovata in Texas e la stava seguendo. Potreste chiedervi a quel punto perché stesse chiamando me. Bene, me lo sono chiesto anch'io. Ma si è scoperto che c'era un inaspettato risvolto tecnico nel caso di Carol. Ogni volta che il suo ex-fidanzato saltava fuori, nei momenti più improbabili e nelle località più improbabili, portava con sé un laptop aperto, e con il tempo Carol si è resa conto che aveva installato un apparecchio di tracciamento GPS nella sua auto, quindi chiamava me per farlo disabilitare.

"Beh, dovrebbe andare da un buon meccanico e fare dare un'occhiata alla macchina", le ho detto.

"L'ho già fatto", mi ha detto. "Non ha trovato niente e ha detto che avrebbe dovuto smontare la macchina pezzo per pezzo."

"Allora è meglio che vada dalla polizia", le ho detto.

"Già fatto", mi ha risposto. "Non sono sicuri che si possa qualificare come molestia e non sono sicuri di essere tecnicamente capaci di trovare l'apparecchio."

"Ok, e cosa ne dice dell'FBI?"

"Ho parlato anche con loro, stessa storia."

Allora abbiamo deciso che sarebbe venuta in laboratorio e le avremmo fatto una perlustrazione radio della macchina, ma non ero sicuro che avrebbe funzionato, dato che alcuni di questi apparecchi sono configurati solo per trasmettere quando sono in zone sicure o quando l'auto è in movimento.

Quindi eccoci qui. Carol non è la prima, e certamente non sarà l'ultima, a trovarsi in questo tipo di situazione spaventosa e preoccupante causata da un sistema di tracciamento GPS.

Infatti, analizzando il suo caso ho scoperto a mia gran sorpresa che non è chiaramente illegale per nessuno di noi mettere un apparecchio di tracciamento sulla macchina di qualcun altro. La Corte Suprema ha decretato il mese scorso che un poliziotto deve ottenere un mandato se vuole fare un tracciamento prolungato, ma la legge non chiarisce cosa possano fare i civili tra di loro, quindi non dobbiamo preoccuparci solo del Grande Fratello, anche del Grande Vicino. (Risate)

C'è un'alternativa a cui Carol avrebbe potuto rivolgersi, in maniera efficace. Si chiama Wave Bubble. È un disturbatore di frequenze GPS open source, sviluppato da Limor Fried, un neolaureato all'MIT. Limor lo chiama "uno strumento per recuperare il proprio spazio personale." Con un colpetto all'interruttore create una bolla intorno a voi in cui rimane intrappolato il segnale GPS. Rimane annegato nella bolla. E Limor lo ha progettato in parte perché, come Carol, si sentiva minacciato dal tracciamento GPS. Poi ha pubblicato il suo progetto sul web, e se non avete tempo per costruirvene uno, lo potete comprare. I produttori cinesi vendono su Internet migliaia di apparecchi quasi identici.

Potreste pensare che la Wave Bubble sia fantastica. Dovrei possederne una. Potrebbe tornare utile se qualcuno mettesse un apparecchio di tracciamento sulla mia auto. Ma dovreste essere consapevoli che il suo uso è assolutamente illegale negli Stati Uniti. E perché? Perché non è affatto una bolla. Il disturbo del segnale non si ferma al limite del vostro spazio personale o al limite della vostra auto. Continua a disturbare innocenti ricevitori GPS per chilometri tutto intorno. (Risate)

Se siete Carol o Limor, o qualcuno che si sente minacciato dal tracciamento GPS, potrebbe non essere sbagliato optare per la Wave Bubble, ma di fatto, i risultati possono essere disastrosi. Immaginate per esempio di essere il capitano di una nave da crociera che cerca di farsi strada nella nebbia fitta e alcuni passeggeri a bordo accendono la Wave Bubble. Improvvisamente il vostro lettore GPS viene oscurato e ora ci siete solo voi e la nebbia e qualunque cosa riusciate a intercettare dal sistema radar se vi ricordate come funziona. In realtà non vengono più fatti aggiornamenti o manutenzione dei fari, e LORAN, l'unica alternativa al GPS è stata sospesa l'anno scorso.

La nostra società moderna ha una relazione speciale con il GPS. Ci affidiamo quasi ciecamente al GPS. È profondamente basato sui nostri sistemi e infrastrutture. Qualcuno lo chiama "l'utilità invisibile". Quindi optare per una Wave Bubble potrebbe non solo causare qualche inconveniente, potrebbe essere letale.

Ma in realtà allo scopo di proteggere la vostra privacy a spese dell'affidabilità generale del GPS, c'è una cosa ancora più potente e più sovversiva di Wave Bubble, ed è il GPS spoofer.

L'idea alla base del GPS spoofer è semplice. Invece di disturbare i segnali GPS, li si falsifica. Li si imita, e se lo si fa correttamente, l'apparecchio che state attaccando non sa neanche di essere stato raggirato.

Vi faccio vedere come funziona. In qualunque ricevitore GPS, c'è un picco all'interno che corresponde al segnale autentico. Questi tre puntini rossi rappresentano i punti di tracciamento che cercano di mantenersi centrali sul picco. Ma se mandate un falso segnale GPS, salta fuori un altro picco, e se riuscite ad allineare perfettamente questi due picchi, i punti di tracciamento non riescono a distinguerli e vengono dirottati sul segnale contraffatto e più potente, con il picco autentico che viene estromesso. A questo punto il gioco è fatto. Il falso segnale ora controlla completamente il ricevitore GPS.

Tutto questo è realmente possibile? Qualcuno può realmente manipolare il tempo e il posizionamento di un ricevitore GPS in questo modo, con un raggiro? In breve, la risposta è sì. La chiave è che i segnali GPS civili sono completamente aperti. Non c'è nessun tipo di criptaggio, nessun tipo di autenticazione. Sono completamente aperti, vulnerabili ad un qualunque raggiro. Eppure, fino a qualche tempo fa, nessuno si preoccupava degli spoofer GPS. Si pensava che per un hacker sarebbe stato troppo complesso o troppo costoso farlo.

Ma io e un amico di università non la vedevamo in quel modo. Sapevamo che sarebbe stato difficile, e volevamo essere i primi a costruirne uno per poter portare alla luce il problema e aiutare a proteggere contro la falsificazione dei GPS. Ricordo chiaramente la settimana in cui ce l'abbiamo fatta. Lo abbiamo costruito a casa, il che significa che mi ha aiutato un po' mio figlio Ramon di 3 anni. Ecco Ramon -- (Risate) -- in cerca di un po' di attenzione da parte di papà quella settimana. All'inizio, il falsificatore era solo un groviglio di cavi e computer, anche se alla fine lo abbiamo inserito in una piccola scatola.

Il momento alla Frankenstein quando lo spoofer finalmente ha preso vita e ho intravisto il suo terribile potenziale è arrivato una sera tardi quando l'ho provato sul mio iPhone. Vi mostro qualche scena di quel primo esperimento. Ero arrivato a fidarmi completamente di questo puntino blu e di questo alone rassicurante. Sembrava che mi parlasse. Diceva: "Eccoti qui. Eccoti qui." (Risate) E: "Ti puoi fidare." Qualcosa nel mondo non andava proprio per il verso giusto. Era quasi una sensazione di tradimento, quando questo puntino blu è partito da casa mia, e ha cominciato a dirigersi verso nord senza di me. Io non mi muovevo. Quello che poi ho visto in questo puntino blu era il potenziale del caos. Ho visto aerei e navi allontanarsi con il capitano che si accorge solo troppo tardi che qualcosa non va. Ho visto l'ora del New York Stock Exchange calcolata dal GPS manipolata dagli hacker. Potete a malapena immaginare che tipo di distruzione potreste provocare se sapeste cosa state facendo con uno spoofer GPS.

Eppure ci sono dei pregi in uno spoofer GPS. È l'arma definitiva contro l'invasione dei mini-ricevitori GPS. Immaginate, per esempio, di essere tracciati. Potete raggirare chi vi traccia facendo finta di essere al lavoro quando invece siete in vacanza. O, se siete Carol, potreste attrarre il vostro ex-fidanzato in un qualche parcheggio vuoto in cui la polizia lo aspetta.

Sono affascinato da questo conflitto imminente tra la privacy da una parte e la necessità di uno spettro radio pulito dall'altra. Semplicemente non possiamo tollerare i jammer e gli spoofer GPS, eppure, data la mancanza di efficaci mezzi legali per proteggere la nostra privacy dai mini-ricevitori GPS, si può veramente incolpare la gente di volerli accendere, per volerli usare?

Sono ottimista che saremo in grado di conciliare questo conflitto con una teconologia che non abbiamo ancora inventato. Ma nel frattempo, prendete un po' di popcorn, perché la cosa si fa interessante.

Entro qualche anno molti di voi saranno orgogliosi possessori di un mini-ricevitore GPS. Magari ne avrete una gran quantità. Non perderete più le vostre cose. Sostanzialmente il GPS metterà ordine nella vostra vita. Ma sarete in grado di resistere alla tentazione di tracciare il vostro compagno? Sarete in grado di resistere alla tentazione di accendere uno spoofer GPS o una Wave Bubble per proteggere la vostra privacy?

Come al solito quello che vediamo all'orizzonte è pieno di promesse e pericoli. Sarà affascinante vedere cosa succederà.

Grazie. (Applausi)