Những nguy cơ tiềm tàng từ việc giả mạo tín hiệu GPS

Các tín hiệu GPS hiện nay hoàn toàn có thể bị giả mạo và dẫn tới nhiều nguy cơ về khủng bố.

Cách đây ít ngay, thế giới công nghệ xôn xao với một thông tin mà chúng ta thường ít thấy: một chiếc siêu du thuyền 80 triệu đô bị xâm nhập và chiếm quyền kiểm soát hệ thống định vị GPS. Con thuyền xa xỉ bị đùa bỡn và lừa đi lòng vòng cả một quãng đường. Trong khi đó vị thuyền trưởng không hề biết rằng thông số trên hệ thống GPS của tàu là hoàn toàn sai lệch – bởi chẳng có hệ thống báo động nào thông báo cho ông điều này cả.

Nếu đây là một cuộc tấn công khủng bố thật, chiếc du thuyền và toàn bộ thuyền viên cũng như hành khách hẳn đã phải đối mặt với hậu quả khủng khiếp. May mắn cho họ, “thủ phạm” ở đây là một nhóm nghiên cứu đại học Texas, dưới sự chỉ đạo của tiến sĩ Todd Humphrey, những người đang nghiên cứu khả năng phát sóng GPS giả mạo. Ngoài ra trước đó vị thuyền trưởng cũng đã “bật đèn xanh” cho nhóm nghiên cứu trong việc đánh lừa khả năng định hướng của mình, chỉ là chưa rõ họ sẽ làm như thế nào mà thôi. Vì vậy không có hậu quả hay xung đột nghiêm trọng nào xảy ra, nhưng theo tiến sĩ Humphreys, phương pháp giả mạo này có thể là một hiểm họa tiềm ẩn khôn lường trong tương lai gần.

Chiếc du thuyền triệu đô bị hack GPS hôm đầu tuần.

“Có đến 90% số lượng tàu hàng trên biển và một phần rất lớn các phương tiện vận chuyển trên bầu trời định hướng dựa vào thông tin vị trí do hệ thống GPS cung cấp, chúng ta thực sự cần hiểu thêm về các phương pháp giả mạo loại tín hiệu này”. Humphreys phát biểu “Ngay trước khi tiến hành thử nghiệm, chính chúng tôi cũng không thể ngờ rằng mọi việc lại có thể được tiến hành đơn giản như vậy. Quá trình đánh lừa phương tiện tàu thủy cao cấp này diễn ra khá nhanh và việc phát hiện ra sự tấn công là cực kì khó khăn”.

Cơ chế hoạt động

Các tín hiệu GPS thông thường mà các thiết bị như smartphone, tablet của chúng ta sử dụng bắt nguồn từ hệ thống vệ tinh dày đặc xoay quanh Trái Đất do Mỹ quản lí. Nhưng điều này không có nghĩa là người ta không thể tạo tín hiệu GPS giả mạo ngay trên mặt đất. Thậm chí thiết bị phát tín hiệu giả mạo mà nhóm nghiên cứu của đại học Texas tạo ra còn có cái giá tương đối rẻ so với những gì mà nó làm được: $3000. Những “kẻ tấn công” sau đó cử 2 thành viên ngồi ngay trên mạn tàu của chiếc du thuyền mang tên White Rose, phát đi tín hiệu GPS giả mạo với cường độ mạnh hơn tín hiệu thật chỉ đôi chút.

Hệ thống định vị của tàu không mất nhiều thời gian để chấp nhận sự có mặt của luồng tín hiệu GPS giả mạo, và đây là lúc cuộc “tấn công” thực sự bắt đầu. Hai người chịu trách nhiệm điều khiển thiết bị sau đó điều chỉnh thông tin tín hiệu đôi chút để khiến hệ thống định vị này tưởng nhầm rằng tàu đang đi chệch hướng, trong khi thực tế thì nó đang đi đúng đường. Khi được thông báo về sự sai lệch trong hướng đi này, hiển nhiên vị thuyền trưởng sẽ phải ra lệnh điều chỉnh – rốt cuộc khiến tàu thực sự đi chệch đường đã định. Chỉ thao tác đơn giản như vậy là đã quá đủ để khiến những chiếc tàu đồ sộ gặp tai nạn hoặc chí ít là cũng hướng đến một địa điểm khác. Một thuyền viên cho biết “Con tàu đã xoay vài độ và chúng tôi đều hơi cảm nhận được điều đó, nhưng trên các biểu đồ và bản đồ, thông tin hiện ra lại là con tàu vẫn đang đi thẳng”.

Thuyền trưởng Andrew Schofield và Todd Humphreys, 1 chuyên gia về GPS tại trường đại học Texas đang thử nghiệm khả năng giả mạo sóng GPS trên con thuyền 80 triệu USD hôm đầu tuần.

Dĩ nhiên, về cốt lõi phương pháp này không cho phép những kẻ tấn công thực sự chiếm quyền điều khiển thiết bị – mà cụ thể ở đây là các phương tiện di chuyển. Chúng chỉ đơn giản cung cấp thông tin vị trí và hướng di chuyển sai lệch cho hệ thống định vị, hoặc trong những trường hợp của thiết bị cá nhân là đưa thông tin sai lệch trực tiếp cho người dùng. Với những người dùng hay chỉ huy có kinh nghiệm và không bị phụ thuộc hoàn toàn vào GPS, dĩ nhiên họ có thể có những cách khác để nhận ra rằng mình đang bị lừa.

“Thử nghiệm này cũng có thể được ứng dụng trên các bị bán tự động, ví dụ như rất nhiều loại máy bay đời mới hiện nay hoạt động phụ thuộc vào hệ thống lái tự động”. Humphreys cho biết “Chúng tôi đang ngày đêm làm việc để nhanh chóng tìm ra phương pháp phòng chống hiệu quả hơn”.

Giả mạo tín hiệu và gây nhiễu tín hiệu GPS

Ta cũng cần phân biệt việc giả mạo tín hiệu GPS với việc phá hoại tín hiệu. Thiết bị phát sóng giả mạo như của nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Humphreys có mục đích đánh lừa các hệ thống định vị, còn các máy phát sóng gây nhiễu tín hiệu GPS lại có khả năng làm tê liệt hoàn toàn các hệ thống này. Chúng thường được dùng để nhắm đến các hệ thống lớn như của nhà cung cấp dịch vụ di động, hệ thống điều khiển không lưu hoặc hệ thống cấp cứu của đô thị.

Theo như trang Economist, một số chuyên gia nghi ngờ rằng một tài xế xe tải đã thành công trong việc tránh tai mắt từ hệ thống theo dõi xe nơi anh/chị này làm việc bằng cách gây nhiễu hệ thống của công ty London Stock Exchange khoảng 10 phút mỗi ngày. Ngoài ra vào 2009, một tài xế khác từng tình cờ gây tê liệt hệ thống định vị của sân bay Newark – New Jersey.

Bởi khả năng gây hậu quả hết sức nghiêm trọng, Uỷ Ban Truyền Thông liên bang của Mỹ đã nghiêm cấm việc sử dụng các thiết bị gây nhiễu tín hiệu GPS từ 2011. Hiện tại bất kỳ hành vi sử dụng, buôn bán, tàng trữ, chế tạo… nào trên các thiết bị này đều bị đặt ngoài vòng pháp luật. Và dĩ nhiên, điều này vẫn chẳng thể hoàn toàn ngăn chặn được sự tồn tại của chúng trên chợ đen. Số phận của các thiết bị giả mạo tín hiệu GPS có lẽ cũng sẽ hoàn toàn tương tự, bị cấm – nhưng vẫn tồn tại.Cũng là lí do tại sao chúng ta cần nghiên cứu các biện pháp phòng chống ngay từ bây giờ.

Các tiền lệ

Theo như trang tin Ars Technica “Đã từng có những vụ việc trong đó các xe chở hàng giá trị bị cướp trong tình trạng tín hiệu GPS và điện thoại bị tê liệt”. Thời gian để các thiết bị giả mạo tín hiệu GPS đi từ phòng thí nghiệm ra ngoài đời thực quả thật không còn lâu nữa.

Vào năm 2011, một kĩ sư Iran cũng từng phát biểu biết trên Christian Science Monitor rằng chính phủ Iran đã phá hủy thành công một máy bay không người lái tối mật của Mỹ bằng cách giả mạo tín hiệu GPS, hay như cách gọi của anh này là “đột kích điện tử”. Tuy nhiên nhiều chuyên gia nghi ngại về tính xác thực của thông tin này, họ cho rằng hệ thống tín hiệu định vị được mã hóa cẩn thận của quân đội khó bị đánh lừa hơn các hệ thống dân dụng rất nhiều. Năm ngoái, cũng chính nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Humphreys đã từng đánh lừa thành công một máy bay không người lái dân dụng.

Biện pháp phòng tránh

Để đề phòng các mối lo về giả mạo dữ liệu, hiển nhiên người ta sẽ nghĩ ngay đến việc mã hóa – nhưng giải pháp này rất tiếc là hoàn toàn không khả thi. Chính tính “mở” của tín hiệu GPS dân dụng là lí do khiến những người dùng bình dân có khả năng tiếp cận hệ thống đáng lẽ vốn được phát triển cho quân đội Mỹ này. Cơ chế không mã hóa là một trong những lí do quan trọng khiến chúng ta có thể sử dụng tín hiệu GPS trên xe hay điện thoại dân dụng của mình.

Theo như các nhà nghiên cứu tại đại học Oklahoma, có hai hướng giải quyết chính cho vấn đề này. Một là tăng cường độ tín hiệu của hệ thống GPS dân dụng, khiến cho tín hiệu từ các thiết bị phát sóng giả mạo khó được chấp nhận vào các hệ thống định vị hơn. Tuy nhiên cách này cũng sẽ rất khó thực hiện, đòi hỏi nhiều kinh phí và phụ thuộc nhiều vào chính phủ Mỹ. Một giải pháp khác thực tế hơn là phát triển một “thuật toán chống tín hiệu giả mạo” ngay bên trong các thiết bị sử dụng tín hiệu GPS, để ít nhất có thể thông báo cho người dùng biết thiết bị của họ đang gặp phải tín hiệu GPS giả.

Chính phủ các nước trên thế giới cũng đã bắt đầu triển khai các biện pháp đối phó với vấn nạn mới này. Sau nhiều lần bị Triều Tiên phá hoại hệ thống GPS, chính phủ Hàn Quốc hồi tháng 4 vừa rồi đã tuyên bố triển khai hệ thống tháp eLoran (enhanced long-range navigation – tạm dịch: gia cố định vị tầm xa), hoạt động trên mặt đất và phát sóng có cường độ mạnh hơn nhiều so với GPS. Chính phủ Anh cũng đang rục rịch lên kế hoạch cho một hệ thống tương tự.

Kết

Tạm thời, những người dùng bình dân chưa phải lo lắng quá nhiều về hiểm họa giả mạo tín hiệu GPS, ngay cả nếu bạn là người thường xuyên sử dụng máy bay hay các du thuyền cỡ lớn. Những vụ đánh lừa thành công lớn hiện nay đều mới chỉ được thực hiện bởi giới nghiên cứu từ các trường đại học danh tiếng, không phải giới tội phạm. Tuy nhiên theo tiến sĩ Humphreys, ít nhất chúng ta nên biết đến sự tồn tại của mối hiểm họa này, nhất là với tốc độ phát triển của công nghệ ngày nay.

Theo VNE