Cum păcălim un GPS - Todd Humphreys la TEDxAustin

S-a întâmplat ceva în primele ore ale dimineţii zilei de 2 Mai 2000, care a avut un profund efect asupra modului în care operează societatea noastră. Ironia este că, atunci, aproape nimeni nu a observat. Schimbarea a fost tăcută, imperceptibilă, dacă nu ştiai unde să te uiţi. În acea dimineaţă, Preşedintele SUA, Bill Clinton a dispus ca un buton special să fie pornit pentru conectarea sateliţilor Sistemului Global de Poziţionare existenți pe orbită. Instantaneu, pentru fiecare receptor GPS al civililor erorile au scăzut, de la mărimea unui teren de fotbal la erori de mărimea unei mici încăperi.

E greu de estimat efectul pe care această creștere în precizie l-a avut asupra noastră. Înainte ca această conexiune să fie făcută, nu aveam sisteme de navigare în mașini care să ne indice direcția pentru că până atunci, GPS-ul nu putea indica nici în ce cartier eram, cu atât mai puțin pe ce stradă.

Pentru geolocaţie, precizia e importantă, iar lucrurile s-au îmbunătăţit în ultimii 10 ani. Cu mai multe staţii de recepție, mai multe staţii terestre, receptoare mai bune şi algoritmi mai buni, GPS-ul ne poate spune acum, nu doar pe ce stradă suntem, ci şi în ce laterală a acesteia.

Acest nivel de precizie a dezlănţuit o furtună de inovaţii. De fapt, mulţi aţi ajuns astăzi aici cu ajutorul unui Tom Tom sau smartphone. Hărţile din hartie devin demodate.

Dar acum ne apropiem de o altă revoluţie în precizia geolocaţiei. Ce-ar fi dacă v-aş spune că cele două poziţionări metrice pe care mobilele şi dispozitivele GPS ni le dau sunt patetice în comparaţie cu ceea ce am putea obţine? Până acum, se ştia că dacă măsori faza celor 2 semnale radio sinusoidale ale semnalului GPS, şi dacă aveţi conexiune la Internet, puteţi mări precizia de la metri până la centimetri şi chiar milimetri.

De ce nu avem această capacitate în telefoanele noastre? Doar din lipsă de imaginaţie. Producătorii n-au integrat tehnologia fazei de semnal radio purtător în GPS-urile lor ieftine pentru că n-au idee la ce ar folosi publicului o geolocaţie atăt de precisă încât să indice ridurile din palma mâinii. Însă voi şi eu şi alţi inventatori, putem vedea potenţialul acestui nou salt în precizie. Imaginaţi-vă, de ex., o aplicaţie de realitate augmentată cu o localizare cu precizie de milimetri suprapusă peste lumea fizică reală. Aş putea construi aici o structură în 3D, cu o precizie de milimetri, pe care numai voi ați vedea-o, sau prietenii mei de acasă.

Acest nivel de poziţionare, e ceea ce căutăm. Prezic că în următorii ani, această super-precizie în poziţionare prin monitorizarea fazei de semnal va deveni ieftină şi omniprezentă, iar consecinţele vor fi fantastice.

Obiectivul de temut, desigur, este bulina GPS. Vă amintiţi filmul: „Codul lui Da Vinci"? Iată-l pe profesorul Langdon examinând o bulină GPS, despre care complicele îi spune că e un dispozitiv de urmărire cu o precizie de 0,5 m oriunde pe glob, dar noi ştim că în lumea reală, bulina GPS e imposibilă, nu-i aşa? Pe de o parte, GPS-ul nu funcţionează în interior, pe de alta, nu se fac dispozitive atât de mici, în special când aceste dispozitive îşi bazează măsurătorile pe o reţea.

Ei bine, aceste obiecţii erau perfect rezonabile acum câţiva ani, însă lucrurile s-au schimbat. A existat o tendinţă puternică spre miniaturizare, mai bună senzitivitate, încât acum câţiva ani, un dispozitiv de urmărire GPS era o casetă greoaie din stânga cheilor. Comparaţi asta cu dispozitivul lansat acum câteva luni care are acum dimensiunea unui breloc, şi dacă vă uitaţi la ultimul răgnet de receptor GPS, cu grosimea de 1 cm și mai senzitiv ca niciodată, veţi realiza că bulina GPS ve trece curând din ficţiune în realitate.

Imaginaţi-vă ce am putea face cu o lume plină de buline GPS. Nu numai că nu-ţi vei pierde niciodată portofelul sau cheile sau copilul la Disneyland. Veţi cumpăra puncte GPS la grămadă şi le veţi lipi pe tot ce aveți cu valoare de peste câteva zeci de dolari.

Într-o dimineaţă nu-mi găseam pantofii, şi ca de obicei a trebuit s-o întreb pe soţia mea. Dar n-ar fi trebuit s-o deranjez pe ea cu ceva atât de mărunt. Ar fi trebuit să îmi întreb casa unde sunt pantofii. (Râsete)

Cei care aţi trecut la Gmail, amintiţi-vă cât de bine a fost când aţi trecut de la a vă organiza toate mail-urile la motorul de căutare. Bulina GPS va face asta pentru bunurile noastre.

Desigur, există şi un revers al bulinei GPS. Eram la birou acum câteva luni şi am primit un telefon. Femeia de la telefon, să o numim Carol, era panicată. Se pare că un fost prieten din California o găsise în Texas şi o urmărea peste tot. Aţi putea întreba acum de ce mă suna pe mine. Ei bine, şi eu m-am întrebat. Exista o detaliu tehnic în cazul lui Carol. De fiecare dată când fostul amic apărea, în cele mai improbabile momente şi locuri, căra cu el un laptop deschis, şi cu timpul Carol a realizat că el plantase un dispozitiv GPS de urmărire pe maşina ei, aşa că mă suna s-o ajut să-l dezactiveze.

"Ei bine, du-te la un mecanic bun să se uite la maşina ta", i-am spus.

"Am fost deja," mi-a spus. "Nu a văzut nimic evident, mi-a spus că trebuie să desfacă piesă cu piesă."

"Atunci, du-te la poliţie," i-am spus.

"Am fost deja" mi-a spus. "Nu sunt siguri că e vorba de hărţuire, şi nu au echipament pentru a detecta dispozitivul GPS"

"OK, atunci FBI?"

"Am vorbit și cu ei, aceeași poveste."

Am stabilit apoi să vină la laboratorul meu să efectuăm o scanare radio a maşinii ei, dar nu eram convins că va merge, având în vedere că aceste dispozitive sunt configurate să transmită doar când se află în zone sigure sau când maşina e în mişcare.

Deci, asta este. Carol nu e prima şi cu siguranţă nici ultima, care să se afle într-o situație ameninţătoare, din cauza urmăririi cu GPS.

De fapt, pe măsură ce am analizat cazul ei, am constatat cu surprindere că nu e tocmai ilegal ca cineva să pună un dispozitiv GPS pe maşina altcuiva. Curtea Supremă a stabilit luna trecută că unui poliţist îi trebuie un mandat să prelungească durata urmăririi, dar legea e neclară pentru civilii care procedează astfel. Deci nu ne îngrijorăm doar de guvern că-și bagă nasul ci şi de vecin. (Râsete)

Există o alternativă pe care Carol o puntea folosi foarte eficientă. Se numeşte Wave Bubble. Este un staţie de bruiaj GPS open-source dezvoltată de Limor Fried, o absolventă de la MIT şi Limor îl denumeşte "instrument pentru revendicarea spaţiului personal." Prin apăsarea unui buton creaţi în jurul vostru o bulă în interiorul căreia semnalele GPS nu pot pătrunde. Se pierd în acea bulă. Şi Limor a creat acest dipozitiv, pentru că, asemeni lui Carol, s-a simţit ameninţată de dispozitivul GPS de urmărire. Apoi şi-a postat proiectul pe web, şi dacă nu ai timp să îţi construieşti unul, îl poţi cumpăra. Producătorii chinezi vând acum mii de astfel de dispozitive asemănătoare pe internet.

Vă puteţi gândi deci, că Wave Bubbles e minunat. Ar fi util dacă cineva imi pune un dispozitiv de urmărire pe maşină. Trebuie să vă avertizez însă că folosirea lui e ilegală în Statele Unite. De ce este aşa? Pentru că nu e deloc o bulă. Semnalele de bruiaj nu se opresc la limita spaţiului vostru personal sau al maşinii. Ele bruiază dispozitivele GPS pe o rază de kilometri în jur. (Râsete)

Acum, dacă sunteţi Carol sau Limor, sau cineva care se simte ameninţat de urmărirea prin GPS, poate nu pare greşit să aveţi un Wave Bubble, însă, rezultatele pot fi dezastroase. Să ne imaginăm că, sunteţi căpitanul unui vas de croazieră care încearcă să îşi facă drum printr-o ceaţă deasă şi un pasager îşi porneşte dispozitivul Wave Bubble. Dintr-o dată dispozitivul vostru GPS se înnegreşte, şi acum sunteţi doar voi şi ceaţa şi orice puteţi detecta în sistemul radar, daca vă amintiţi cum funcţionează. De fapt, nu mai sunt actualizate şi întreţinute farurile şi producţia LORAN, singurul backup la GPS, a fost întreruptă anul trecut.

Societatea modernă are o relaţie specială cu GPS-ul. Ne bazăm aproape orbeşte pe el. E adânc implementat în sisteme şi infrastructură. Unii îl numesc "serviciul invizibil." Deci pornirea Wave Bubble nu crează doar un inconvenient. Ci poate fi mortală.

Rezultă însă că, în scopul protecţiei confidenţialităţii, în detrimentul dependenței generale de GPS, există ceva și mai puternic şi mai subversiv decât Wave Bubble, şi acesta e un GPS spoofer.

Ideea din spatele acestuia e simplă. În loc să bruiaţi semnalele GPS, le simulaţi. Le imitaţi şi dacă faceţi asta corect, dispozitivul pe care îl atacaţi nici nu ştie că e spoofed (falsificat).

Să vă arăt cum funcţionează. În orice receptor GPS, există un vârf în interior care corespunde semnalelor autentice. Cele trei puncte roşii reprezintă punctele de urmărire care încearcă să se păstreze centrate pe acel vârf. Însă dacă trimiteţi un semnal GPS fals, apare un alt vârf şi dacă puteţi păstra aceste două vârfuri perfect aliniate, punctele de urmărire nu pot face diferenţa, şi sunt deturnate de cel mai puternic semnal contrafăcut, cu vârful autentic ignorat în mod forţat. În acest moment, jocul e câștigat. Semnalele false controlează complet acest receptor GPS.

E posibil cu adevărat aşa ceva? Poate cineva manipula cu adevărat încadrarea în timp şi poziţionarea unui receptor GPS aşa simplu, cu un spoofer? Răspunsul scurt este da. Cauza este că semnalele civile GPS sunt complet deschise. Ele nu sunt încriptate. Nu au nicio autentificare. Sunt larg deschise, vulnerabile oricărui atac spoofing. Chiar şi aşa, până recent, nimeni nu s-a îngrijorat în priviinţa spooferelor GPS. Oamenii s-au gândit că ar fi prea complicat sau prea scump pentru un hacker să construiască unul.

Însă eu şi un prieten de-al meu din studenție, nu am văzut lucrurile astfel. Noi am ştiut că nu va fi aşa de greu şi am vrut să fim primii care construim unul ca să confruntăm problema şi să asigurăm protecția împotriva spoofingului GPS. Îmi amintesc bine săptămâna în care a fost gata. L-am construit la mine acasă, ceea ce înseamnă că am avut parte de ajutor de la fiul meu de 3 ani, Ramon. Iată-l pe Ramon -- (Râsete) care căuta puțină atenţie de la tatăl său în acea săptămână. La început, spooferul era doar o grămadă de cabluri şi calculatoare, pe care în final le-am împachetat într-o cutie mică.

Acum , vine momentul Dr. Frankestein când spooferul a fost în final gata şi am intuit groaznicul său potenţial, mai târziu noaptea cand l-am testat impotriva propriului meu iPhone. Permiteţi-mi să vă arăt câteva imagini de la acel prim experiment. Am ajuns să am totală încredere în acest mic punct albastru şi în haloul său albastru liniştitor. Păreau că îmi vorbesc. Ar spune, " Iată-te. Iată-te." (Râsete) "Poţi avea încredere în noi." Atunci, am simţit, că ceva era foarte în neregulă cu lumea. Simţeam ceva, aproape ca o trădare, când acest mic punct albastru a apărut în casa mea şi a început să alerge spre nord lăsându-mă în urmă. Eu nu mă mişcam. Atunci am văzut că în acest mic punct albastru mişcător era potenţialul pentru haos. Am văzut avioane şi vase pierzând direcţia, iar căpitanul văzând prea târziu că ceva nu e în ordine. Am văzut cum GPS-ul devia timpul bursei din New York fiind manipulat de hackeri. Nu vă puteţi imagina haosul pe care l-aţi putea cauza dacă aţi şti ce faceţi cu un GPS spoofer.

Există totuşi o calitate compensatoare a spooferului GPS. E ultima armă împotriva invaziei bulinelor GPS. Imaginaţi-vă, de exemplu că sunteţi urmăriţi. Ei bine, poţi să-l prostești pe urmăritor, pretinzând că eşti la lucru când de fapt eşti în vacanţă. Sau, dacă eşti Carol, l-ai putea ademeni pe fostul iubit într-o parcare goală, unde îl aşteaptă poliţia.

Sunt atât de fascinat de acest conflict, un conflict conturat, între intimitate pe de o parte şi nevoia pentru un spectru curat de unde radio pe de alta. Noi nu putem tolera bruiajul GPS şi spooferele şi totuşi, având în vedere lipsa mijloacelor legale eficiente de protejare a intimităţii noastre de bulinele GPS, puteți blama oamenii că le pornesc, că vor să le folosească?

Sper să putem reconcilia acest conflict cu ajutorul unei tehnologii încă neinventate. Dar între timp, luaţi-vă floricele de porumb (ca la cinema) pentru că lucrurile vor deveni interesante.

În următorii ani, mulţi dintre voi veţi fi mândrii deţinători a unei buline GPS. Poate că veţi avea o întreagă geantă plină cu ele. Şi nu veţi mai pierde urma lucrurilor. Bulina GPS vă va reordona fundamental vieţile. Însă veţi fi capabili să rezistaţi tentaţiilor să vă urmăriţi semenii? Sau veţi rezista tentaţiei de a porni un GPS spoofer sau un Wave Bubble să vă protejaţi intimitatea?

Ca de obicei, ce se întrezăreşte la orizont este plin de promisiuni şi risc. Va fi fascinant să urmărim ce întorsătură va lua.

Mulţumesc. (Aplauze)