Тодд Хамфрис: Как обмануть GPS

Ранним утром 2-ого мая 2000 года произошло событие, оказавшее глубокий эффект на наше общество. Иронично, но почти никто этого тогда не заметил. Изменение было тихим и незаметным, разве что вы знали точно, что искать. В то утро президент США Билл Клинтон отдал приказ на модификацию сигнала орбитальных спутников Глобальной Системы позиционирования. В тот же момент каждый гражданский приёмник GPS по всему миру увеличил точность с ошибок размером в футбольное поле до ошибок размером с небольшую комнату.

Трудно переоценить, какой эффект это изменение точности оказало на нас. До этого изменения у нас не было автомобильных систем навигации, которые бы указывали направление поворот за поворотом, потому что тогда GPS не могла сказать, в каком вы квартале, не говоря уже о том, на какой улице.

Для геопозиционирования точность имеет значение, и она только улучшилась за последние 10 лет. С увеличением числа базовых станций, наземных станций, с лучшими приёмниками и лучшими алгоритмами, GPS теперь может сказать не только, на какой улице вы находитесь, но и с какой стороны.

Такой уровень точности дал толчок огромному количеству инноваций. По дороге сюда многие из вас сегодня использовали TomTom или смартфон. Бумажные карты выходят из употребления.

Сейчас мы стоим на пороге новой революции в увеличении точности геолокации. Что если я вам скажу, что точность позиционирования в 2 метра, которую нынешние мобильные телефоны и навигация TomTom дают нам сегодня, выглядит жалко в сравнении с тем, что мы могли бы иметь? Уже некоторое время известно, что если вы обратите внимание на фазу несущей частоты GPS сигнала, и если у вас есть подключение к Интернету, то вы можете повысить точность до уровня сантиметров, даже до позиционирования на уровне миллиметров.

Так почему же мы не имеем таких возможностей на наших телефонах? Мне кажется, только из-за нехватки воображения. Производители не встроили эту особенность фазы несущей частоты в свои GPS микросхемы, потому что они не уверены, что именно широкая публика сделает с геопозиционированием такой точности, позволяющим указать координаты морщины на ладони. Но вы, я и другие инноваторы видят потенциал в следующем прыжке увеличения точности. Представьте, к примеру, приложение дополненной реальности, которое накладывает виртуальный мир на реальный мир с миллиметровой точностью. Я бы мог с миллиметровой точностью создать для вас строение в 3D, которое могли бы видеть только вы или мои друзья у себя дома.

Этот уровень точности позиционирования и есть то, что мы ищем, и, мне кажется, в течение нескольких следующих лет такой тип гиперточного позиционирования, основанного на фазе несущей частоты, станет дешёвым и повсеместным, и последствия будут просто фантастическими.

Священным Граалем тут является, конечно же, GPS точка. Помните фильм «Код да Винчи»? Вот профессор Лэнгдон изучает GPS точку, которая, как ему сказал его сообщник, является устройством для слежки с точностью до метра в любой точке планеты. Однако мы знаем, что в реальном мире GPS точка невозможна, не так ли? С одной стороны, GPS не работает в помещениях, с другой — таких маленьких устройств не производят. Особенно, если эти устройства должны передавать свои данные через сеть.

Эти возражения были вполне резонными несколько лет назад, но ситуация изменилась. Устойчивая тенденция минимизации и повышения чувствительности привела к тому, что несколько лет назад устройство GPS выглядело как этот неуклюжий ящик слева от ключей. Сравните это с устройством, которое выпустили всего месяц назад. Оно размещено в чём-то размером с брелок, и, если вы посмотрите на этот современный GPS приёмник, с длиной стороны всего в сантиметр и с чувствительностью выше всех предыдущих, вы поймёте, что GPS точка скоро перейдёт из фантастики в реальность.

Представьте наши возможности в мире, полном GPS точек. Вы бы не только никогда не теряли свои ключи или кошелёк, или своего ребёнка в Диснейленде. Вы бы покупали GPS точки большими партиями и цепляли бы их на все свои вещи, которые дороже нескольких десятков долларов.

Недавним утром я не мог найти свои туфли и как обычно пришлось спрашивать жену, не видела ли она их. Но я не должен беспокоить свою жену такими элементарными вещами. Я должен иметь возможность спросить свой дом, где находятся мои туфли. (Смех)

Те из вас, кто перешёл на Gmail, помнят, как свежо это было перейти от упорядочивания всех своих писем к простому поиску среди них. GPS точка сделает то же для нашего имущества.

Конечно же, имеется и обратная сторона использования GPS точек. Несколько месяцев назад я был в своём офисе, и мне позвонили. Звонившая женщина, назовём её Кэрол, была в панике. По-видимому, бывший парень Кэрол, который проживает в Калифорнии, нашёл её в Техасе и следил за ней. Вы спросите, какой смысл ей был звонить тебе. Я так и сделал. Оказалось, что в случае с Кэрол это была техническая сторона. Каждый раз, когда её парень появлялся в самое маловероятное время и в самых маловероятных местах, он носил с собой открытый ноутбук. Со временем Кэрол поняла, что он разместил устройство GPS слежения на её машине. Она звонила мне, чтобы попросить помочь отключить это устройство.

«Вам следует обратиться к хорошему механику, чтобы он посмотрел вашу машину», — сказал я.

«Я уже обращалась, — ответила она. — Он ничего не заметил и сказал, что ему придётся перебрать машину по частям».

«Тогда обратитесь в полицию», — сказал я.

«Я уже обращалась», — ответила она. — Они не уверены, что это дотягивает до уровня преследования, и у них нет оборудования для поиска этого устройства».

«Хорошо, а как насчёт ФБР?»

«С ними тоже разговаривала, та же история».

Потом мы обсудили возможность её визита в мою лабораторию и то, как провести радио-сканирование её автомобиля, но я не был уверен, что это сработает, учитывая, что некоторые устройства настроены на передачу данных только когда они внутри безопасной зоны, или когда автомобиль движется.

В такой ситуации мы и оказались. Кэрол не первая, и, конечно же, не последняя, кто оказался в такого рода устрашающей ситуации, тревожной ситуации, вызванной GPS слежкой.

Вообще-то при рассмотрении её случая к своему удивлению я обнаружил, что это не так уж и незаконно для вас или меня установить средство слежения на чью-то машину. Верховный Суд постановил в прошлом месяце, что полицейский должен получить ордер, если он хочет провести длительную слежку, но закон ничего не говорит о гражданском населении, желающим следить друг за другом, так что мы должны опасаться не только Большого Брата, но и Большого Соседа. (Смех)

Есть одна очень эффективная альтернатива, которой Кэрол могла бы воспользоваться. Называется Wave Bubble [волновой пузырь]. Это открытый проект по разработке GPS «глушилки», разработанный Лимор Фрайд, аспиранткой Массачусетского технологического института. Лимор называет его «средство для возвращения своего личного пространства». Нажатием кнопки вы можете создать «пузырь» вокруг себя, внутри которого GPS сигналы не могут распространяться. Они заглушаются пузырём. Лимор разработала это частично из-за того, что она, как и Кэрол, ощущала угрозу GPS слежки. Потом она выложила свою разработку в сеть, и, если у вас нет времени сделать своё собственное устройство, вы можете купить готовое. Китайские производители сейчас продают тысячи почти идентичных устройств в интернете.

Итак, вам может показаться, что Wave Bubble — прекрасное решение. Мне следует завести такой. На случай, если кто-нибудь поставит устройство слежения на мою машину. Но вы должны знать, что его использование в большинстве случаев является незаконным на территории США. Почему? Потому что это вовсе не «пузырь». Его заглушающий сигнал не останавливается на границе вашего личного пространства или на краю вашей машины. Он заглушает невинные GPS приёмники на километры вокруг. (Смех)

Итак, если вы Кэрол или Лимор, или кто-то, кто опасается GPS слежки, включение Wave Bubble не покажется неправильным, но, на самом деле, результат может быть катастрофичным. Представьте, к примеру, что вы — капитан круизного судна который пытается пройти сквозь густой туман, и какой-то пассажир включил Wave Bubble. Вдруг показатели GPS исчезли, и остались только вы, туман и всё, что вы сможете «вытащить» из радара, если вы помните, как он работает. На самом деле, маяки больше не поддерживаются и не обновляются, и LORAN, единственный запасной вариант к GPS, был закрыт в прошлом году.

У современного общества особые отношения с GPS. Мы почти слепо полагаемся на неё. Она глубоко внедрилась в наши системы и инфраструктуру. Некоторые называют её «невидимым помощником». Поэтому включение Wave Bubble вызовет не только неудобства. Это может быть смертельно.

Но, как оказалось, для защиты вашей частной жизни за счёт общей надёжности GPS системы есть ещё кое-что даже более мощное и более «подрывное», чем Wave Bubble. Это GPS-обманка.

В основе GPS-обманки лежит простая идея. Вместо глушения GPS сигнала вы подделываете его. Вы имитируете его, и, если вы делаете это правильно, устройство, которое вы атакуете, не подозревает, что его обманывают.

Давайте я вам покажу, как это работает. Внутри каждого GPS приёмника есть пик, который отвечает аутентичному сигналу. Эти три красные точки отображают точки отслеживания, которые пытаются удерживать себя центрированными на этом пике. Но если вы пошлёте фальшивый GPS сигнал, появится другой пик, и, если у вас получится наложить эти пики почти идеально друг на друга, то отслеживающие точки не смогут их различить, и они будут захвачены более сильным поддельным сигналом, а аутентичный пик будет вытеснен. Как только это произойдёт — игра окончена. Поддельный сигнал теперь полностью контролирует это GPS устройство.

Возможно ли такое на самом деле? Может ли кто-то манипулировать синхронностью и позиционированием GPS приёмника при помощи обманки? Короткий ответ — да. Ключом является то, что гражданские GPS сигналы полностью открыты. У них нет шифрования. У них нет аутентификации. Они открыты и уязвимы к атакам по принципу «обманки». Даже так, до недавнего времени, никто не волновался по поводу GPS-обманок. Люди думали, что будет слишком сложно или слишком дорого какому-нибудь хакеру построить такое устройство.

Но я и мой друг из аспирантуры, видели проблему по-другому. Мы знали, что это будет не так сложно, и мы хотели быть первыми, кто создаст такое устройство, чтобы иметь возможность противостоять проблеме и помочь защититься от GPS-обманок. Я хорошо помню неделю, когда всё собралось воедино. Мы собирали его у меня дома, что означает то, что мне немного помогал мой трёхлетний сын Рамон. Вот Рамон — (Смех) — ищет немного отцовского внимания на той неделе. Сперва обманка была просто нагромождением кабелей и компьютеров, но в конечном итоге мы её упаковали в небольшую коробку.

Итак, момент Доктора Франкенштейна, когда обманка наконец заработала. Я увидел её ужасающий потенциал одним поздним вечером, когда я тестировал обманку на своём iPhone. Давайте я вам покажу некоторые реальные кадры из этого самого первого эксперимента. Я привык полностью доверять этой маленькой синей точке и её обнадёживающему синему ореолу. Казалось, будто они разговаривают со мной. Они говорят «Ты находишься тут. Ты находишься тут». (Смех) И «ты можешь нам доверять». Поэтому что-то в этом мире мне показалось очень неправильным. Это было чувство почти предательства, когда эта маленькая синяя точка от моего дома начала двигаться на север, оставляя меня позади. Я не двигался. Потом в этой маленькой движущейся точке я увидел потенциал создания хаоса. Я увидел самолёты и корабли, сбившиеся с курса, с капитаном, который слишком поздно узнал, что что-то не так. Я увидел, как основанная на GPS синхронизация Нью-Йоркской биржи поддаётся манипуляциям хакеров. Трудно представить, какой хаос можно вызвать, если чётко знать, что нужно делать при помощи GPS-обманки.

Однако существует одно смягчающее обстоятельство при использовании GPS-обманки. Это абсолютное оружие против засилья GPS точек. Представьте, к примеру, что вас отслеживают. Вы можете обмануть следящего, притворившись, что находитесь на работе, когда на самом деле вы на отдыхе. Или если вы Кэрол, вы можете заманить бывшего парня на какую-то пустую автостоянку, где его будет ожидать полиция.

Я очарован этим конфликтом, назревающим конфликтом между частной жизнью с одной стороны и необходимостью в чистом радиодиапазоне с другой стороны. Мы просто не можем поощрить GPS-глушилки и обманки, но, учитывая нехватку эффективных легальных способов защиты нашей частной жизни от GPS точек, можете ли вы по-настоящему винить людей за желание включить их, за желание использовать их?

Я надеюсь, что мы сможем найти примирение в этом конфликте при помощи какой-то ещё не изобретённой технологии. А тем временем хватайте попкорн, будет интересно.

В течение нескольких следующих лет многие из вас будут гордыми обладателями GPS точки. Возможно, у вас будет полная сумка таких точек. Вы никогда более не будете терять свои вещи. GPS точка кардинально изменит уклад вашей жизни. Но сможете ли вы устоять перед искушением отследить передвижения ваших близких? И сможете ли вы устоять перед искушением включить GPS-обманку или Wave Bubble, чтобы защитить свою частную жизнь?

Как обычно, то, что мы видим за горизонтом полно надежд и опасностей. Будет очень интересно увидеть, чем это всё обернётся.

Спасибо. (Аплодисменты)