GNSS Jamming and Spoofing
เมื่อเทคโนโลยีของ GNSS มีการใช้งานแพร่หลายมากขึ้น ในกลุ่มอุตสาหกรรมสาขาต่างๆ
กลุ่มสถาบันการเงิน ธนาคาร กลุ่มสาธารณูประโภค โรงไฟฟ้า การขนส่ง
กลุ่มสื่อสารโทรคมนาคม ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ระบบวิทยุโทรทัศน์ หน่วยงานต่างๆที่กล่าวมา
จะมีการใช้สัญญาณ GNSS เพื่อเป็นสัญญาณอ้างอิง
และนำมาประมวลผลเพื่อใช้ในอุปกรณ์ เช่น NTP server สำหรับเวลามาตรฐาน
ระบบ Time & Frequency reference สำหรับเวลาและความถี่ของอุปกรณ์สื่อสาร
ระบบติดตามตำแหน่งยานพาหนะ และเมื่อสัญญาณ GNSS มีความสำคัญมากขึ้น
ก็ย่อมจะมีปัญหาที่เกิดขึ้นตามมา
Jamming (Interference)
Jamming คือสัญญาณรบกวน หรือที่เรียกกันอีกคำหนึ่งว่า
interference ในกรณีของสัญญาณที่เข้ามารบกวนการรับสัญญาณ GNSS
มีต้นกำเนิดมาได้จาก
สัญญาณที่ตั้งใจให้เกิดขึ้น (Intended
Jamming signal) คือสัญญาณที่สร้างขึ้นมาโดยเฉพาะ ซึ่งผลิตสัญญาณขึ้นมาในย่านความถี่
GPS ที่ต้องการที่จะขัดขวางการทำงาน เช่น สัญญาณรบกวนจาก GPS
Jammer
GPS Jammer เป็นอุปกรณ์ถูกผลิตขึ้นมาเพื่อตัดสัญญาณ
GPS ยกตัวอย่าง เช่น GPS Jammer
ขนาดเล็ก ที่ใช้กับที่จุดบุหรี่ในรถยนต์ (cigarette lighter plug) ผลิตขึ้นมาเพื่อตัดสัญญาณ เช่น รถยนต์ของบริษัทขนส่ง
รถยนต์ที่ต้องวิ่งตามเส้นทาง มักจะมีการติดตั้ง GPS tracking equipment เพื่อให้ทราบว่า รถยนต์ของบริษัท วิ่งไปในเส้นทางที่กำหนด
ไม่ออกนอกเส้นทาง แต่พนักงานขับรถ เมื่อเสร็จสิ้นภารกิจและมีความต้องการ ที่จะนำรถไปใช้ในกิจอื่นๆ
และไม่ต้องการให้บริษัททราบ ก็จะนำอุปกรณ์ดังกล่าวมาต่อใช้งาน ซึ่ง GPS
Jammer ก็จะรบกวนสัญญาณ GPS ทำให้ระบบติดตาม
ไม่สามารถบันทึกเส้นทางได้ พนักงานขับรถจึงสามารถเอารถไปใช้ได้
โดยไม่มีการบันทึกว่าไปไหน
กรณี GPS Jammer แบบนี้
ทำให้เกิดปัญหามากมายใน ประเทศสหรัฐอเมริกา เพราะเมื่อมีรถยนต์ที่ติดตั้ง Jammer
วิ่งผ่านอาคาร สนามบิน หรือบริเวณหน่วยงาน ที่ต้องรับสัญญาณ GPS
ตัวอุปกรณ์ดังกล่าว ก็จะแพร่คลื่นออกมา ทำให้ระบบต่างๆ ของหน่วยงานล้มเหลว
ไม่สามารถใช้งานอุปกรณ์สื่อสารได้ในระหว่างที่รถคันดังกล่าววิ่งผ่าน
ระบบเวลาผิดพลาด ดังนั้นจึงได้มีการแบน หรือห้ามใช้งานอุปกรณ์ดังกล่าว
และถือเป็นสิ่งผิดกฎหมายในสหรัฐอเมริกา แต่ถึงกระนั้นอุปกรณ์ Jammer ทั้งหลายก็ยังสามารถหาซื้อได้โดยง่าย เช่น สั่งซื้อจากเว็บไซต์ในอินเตอร์เน็ต
ถึงแม้อุปกรณ์ Jammer ตัวเล็กๆ
ที่แพร่คลื่นด้วยกำลังส่งไม่มาก แต่ก็ยังสามารถรบกวนสัญญาณ GPS ได้ เพราะว่า สัญญาณ GNSS ที่ส่งมาจากดาวเทียม
มีค่าความแรงของสัญญาณที่ต่ำมาก โดยสัญญาณ GPS ที่รับได้บนพื้นผิวโลกจะมีค่าความแรงสัญญาณเพียงแค่
-130 dBm ดังนันอุปกรณ์ Jammer ดังกล่าว
เมื่ออยู่ในระยะที่ไม่ห่างกันมาก ก็ถือว่ามีความแรงมากพอที่จะบดบังสัญญาณดาวเทียมได้โดยง่าย
สัญญาณรบกวน ที่เกิดโดยไม่ได้ตั้งใจ (Unintended
Jamming signal) คือสัญญาณรบกวน ที่เกิดขึ้นจากระบบสื่อสารอื่นๆ ที่แพร่ความถี่ข้างเคียงออกมา
ซึ่งอาจเกิดจากระบบการทำงานที่ไม่สมบูรณ์ เช่น ความถี่ Harmonic ของวิทยุสื่อสาร สัญญาณ Spurious ต่างๆ และนี่ก็เป็นอีกต้นเหตุหนึ่งของสัญญาณ
Jamming
ในบางกรณีสัญญาณแบบ Unintended
Jamming เกิดจากการติดตั้งอุปกรณ์สื่อสาร ที่อยู่ใกล้กัน
และมีการแผ่คลื่นออกมาจากสายอากาศ ในทิศทางรอบข้าง ที่เรียกว่า Sidelobes ซึ่งสัญญาณรบกวนในลักษณะนี้
สามารถทำการแก้ไขโดยการย้ายตำแหน่งสายอากาศของอุปกรณ์สื่อสาร
ที่มีความถี่ที่อาจจะคาบเกี่ยวกัน ไม่ให้อยู่ใกล้กันก็จะสามารถหลีกเลี่ยงการรบกวนได้
Spoofing
Spoofing คือสัญญาณ GNSS ที่ปลอมแปลงขึ้น หรือสัญญาณเท็จ โดยที่เครื่องรับ เมื่อ GNSS
receiver รับสัญญาณดังกล่าวไปประมวลผลจะไม่ทราบว่า สัญญาณดังกล่าวเป็นสัญญาณที่ปลอมขึ้นมา
เพราะสัญญาณ spoofing ดังกล่าว
จัดทำขึ้นในรูปแบบเดียวกันกับสัญญาณ GNSS จริงทุกประการ
แต่มีจุดมุ่งหมาย ที่จะใช้ข้อมูลที่คลาดเคลื่อน เช่น ตำแหน่งพิกัดปลอม เวลาปลอม
ให้กับเครื่องรับสัญญาณ โดยกรณีของ spoofing เป็นการจงใจที่จะหลอกให้เครื่องรับสัญญาณ
ทำงานผิดพลาด เช่นเหตุการณ์ การเดินเรือใน Black sea ในทวีปยุโรป
(Spoofing attack in Black sea) เมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2017 ซึ่งการทำงานของระบบพิกัดการเดินเรือจำนวนหลายสิบลำ
ทำงานผิดพลาด โดยมีการคาดคะเนว่า
สัญญาณดังกล่าวอาจมาจากการทดสอบระบบป้องกันทางทหารของทางรัสเซีย
https://maritime-executive.com/editorials/mass-gps-spoofing-attack-in-black-sea
สัญญาณ spoofing ก็ได้มีการนำมาใช้ในเรื่องเกี่ยวกับความมั่นคง
เช่น การกวนสัญญาณของอากาศยานไร้คนขับ Drone โดยการทำงานของโดรนจะอ้างอิงถึงพิกัดที่ได้จากดาวเทียม
GNSS โดรนจะบินไปยังตำแหน่งที่บังคับหรือตั้งค่าไว้
ดังนั้นเครื่องมือที่ใช้สำหรับ ต่อต้านโดรนก็ใช้หลักการ ส่งข้อมูลพิกัดที่ต้องการไปยังโดรน
บังคับให้การเคลื่อนที่ของโดรนไปในทิศทางที่ต้องการ หรือลงจอดยังตำแหน่งที่ควบคุม
สำหรับการสร้างสัญญาณ spoofing ในปัจจุบันก็สามารถทำได้โดยอาศัยอุปกรณ์
เช่น GNSS Simulator และอุปกรณ์ Software Defined
Radio ซึ่งแน่นอนว่าสัญญาณจาก GNSS Simulator จะมีความเหมือนกับสัญญาณดาวเทียมจริง
และ Simulator ก็เป็นอุปกรณ์สำหรับการทดสอบการรับสัญญาณ GNSS
ซึ่งสามารถหาซื้อได้จากผู้ผลิตอุปกรณ์ทดสอบ เช่น GSG-5 ของ Spectracom
ลิ้งต่อไปนี้แสดงตัวอย่างสัญญาณที่สร้างจาก Simulator GPS Simulation demonstration - Driving on motorway
GPS receiver เมื่อรับสัญญาณ จะเหมือนกับการออกไปขับรถบนถนน โดยวิ่งไปตามเส้นทางต่างๆ โดยที่ในสภาพจริงอุปกรณ์รับสัญญาณตั้งอยู่กับที่ในห้องทดสอบ
ส่วนอุปกรณ์ SDR ก็เป็นอุปกรณ์
ที่ใช้หลักการของ Digital Signal Processing โดยการสร้างสัญญาณ
GPS ผ่านโปรแกรมคอมพิวเตอร์ และมีภาคของเครื่องส่งที่จ่ายสัญญาณคลื่นวิทยุออกมา
และในปัจจุบันมีเว็บไซด์ที่แนะนำเกี่ยวกับการใช้งาน การเขียนโปรแกรมสำหรับ SDR
ค่อนข้างแพร่หลาย และราคาของอุปกรณ์ SDR ก็ไม่สูงอย่าง
Simulator ซึ่งผู้ที่ศึกษาเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมก็สามารถใช้
SDR เพื่อสร้างสัญญาณ spoofing ได้
แม้กระทั่ง ในช่วงเวลาที่เกมส์ Pokemon
Go กำลังโด่งดัง ก็มีผู้ใช้งานสมัครเล่น สร้างสัญญาณ spoofing
จาก Software Defined Radio เพื่อหลอกให้ตำแหน่งของเครื่องรับ
GPS ผิดพลาด โดยไม่ต้องออกไปเดินในภาคสนามจริง แต่สามารถเก็บ
item ในเกมส์เหมือนกับว่าได้ออกไปในบริเวณนั้น
Jamming และ Spoofing ถือเป็นภัยคุกคามต่ออุปกรณ์
GNSS เพราะเมื่อมีการรบกวน ระบบที่ใช้สัญญาณ GNSS ก็จะไม่สามารถใช้งานได้
หรือทำงานผิดพลาดไปซึ่งส่งผลเสียอย่างมหาศาลในทางเศรษฐกิจ
และอาจส่งผลให้ระบบที่ต้องการความปลอดภัย เช่น ระบบนำร่องของอากาศยาน เสี่ยงต่อความล้มเหลว
Talen-X ได้มีผลิตภัณฑ์
สำหรับการตรวจจับสัญญาณ Jamming และ Spoofing ที่ชื่อว่า BroadSense ออกมา โดย BroadSense เป็นอุปกรณ์ที่ได้มีการพัฒนาและใช้งานจริงในหน่วยงานต่างๆ ของประเทศสหรัฐอเมริกา
มาตั้งแต่ปี 2008 จากช่วงระยะเวลา 10 ปีที่ได้มีการพัฒนาต่อยอด
อุปกรณ์ BroadSense ได้มีกระบวนการตรวจสอบสัญญาณรบกวนในรูปแบบต่างๆ
ที่มากถึง 75 algorithm
จากเหตุการณ์ที่เคยเกิดขึ้น BroadSense
เคยตรวจพบกรณีของ spoofing ซึ่งเกิดจากความผิดพลาดของระบบดาวเทียม
GPS เอง โดยเหตุการณ์ดังกล่าวศูนย์ควบคุมระบบของ GPS ส่งข้อมูลเวลาที่ผิดพลาด ขึ้นไปยังดาวเทียม GPS และดาวเทียม
GPS ได้แพร่ข้อมูลเวลาที่ผิด ออกมาในช่วงเวลานานถึง
12 ชั่วโมง เมื่อวันที่ 25 มกราคม 2516 ในครั้งนั้น บริษัทใหญ่หลายแห่งในสหรัฐอเมริกา และยุโรป เกิดความโกลาหล
ระบบเวลาของคอมพิวเตอร์ทำงานผิดพลาด เวลามีการเปลี่ยนแปลงแบบกะทันหัน โดย BroadSense
ได้ตรวจพบข้อผิดพลาดดังกล่าว ก่อนที่ผู้ดูแลระบบ GPS ของ US Air Force จะออกมาแถลงถึงความผิดพลาดหลังจากที่เกิดเหตุการณ์ผ่านไปแล้วหลายชั่วโมง
https://www.bbc.com/news/technology-35491962
BroadSense จึงเป็นอุปกรณ์ตรวจจับ สัญญาณรบกวน
Spoofing และ Jamming ที่มีความสำคัญมากในอนาคตอันใกล้
เพราะหน่วยงานสำคัญ ที่จะต้องใช้สัญญาณ GNSS เช่น โรงไฟฟ้า
สถาบันการเงิน สนามบิน เครือข่ายระบบสื่อสาร ถ้าสัญญาณ GNSS ถูกรบกวนย่อมส่งผลเสียหาย
อันมิอาจประเมินค่า
โดย BroadSense ที่มีการผลิตออกมาจะมีในลักษณะ
2 รูปแบบ ทั้งแบบ Tablet ซึ่งจะความเหมาะสมในการนำออกไปใช้ได้ในภาคสนามจริง
และแบบ Standalone เพื่อติดตั้งในสถานี บริเวณการรับสัญญาณ GNSS
BroadSense สามารถตรวจสอบสัญญาณ Jamming
และ Spoofing ได้ดังต่อไปนี้
Detect Jamming
•
Continuous Wave (CW)
•
Swept CW
•
Pulsed CW
•
AWGN
•
BPSK
•
Etc.
Detect Spoofing
•
GNSS simulators
•
Anomalies in GPS data
•
Jumps in position and time
•
And everything in between
อุปกรณ์ตัวนี้ได้ถูกจัดอยู่ในหมวดของสินค้าที่เกี่ยวข้องกับทางด้านความมั่นคง
ดังนั้นจึงไม่มีการขายให้กับต่างชาติ และแม้กระทั่งผู้ซื้ออุปกรณ์ดังกล่าว
จะต้องเป็น US Citizen เท่านั้น ซึ่งเจ้าของผลิตภัณฑ์ Talen-X
จะมีการตรวจสอบผู้ซื้อก่อนที่จะขายสินค้าให้ ดังนั้นในอดีตอุปกรณ์ดังกล่าวจึงถูกจำกัดวงให้ใช้อยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกาเท่านั้น
เพื่อป้องกันไม่ให้เทคโนโลยีรั่วไหลออกไปยังต่างชาติ
ปัจจุบัน Talen-X
ซึ่งเป็นผู้ผลิดอุปกรณ์ Jamming and Spoofing Detection ได้มาเป็นบริษัทในเครือของ Orolia Group ดังนั้น เราจึงสามารถซื้ออุปกรณ์ดังกล่าวได้
โดยผ่านช่องทางของ Spectracom ซึ่งเป็นผู้นำทางด้านสินค้า Positioning
Navigation and Timing เช่น NTP server ยอดนิยมอย่าง
SecureSync ที่มีการใช้งานแพร่หลายในประเทศไทย
https://www.talen-x.com/broadsense
บริษัท NetSync (Thailand) Limited มีความยินดีที่จะให้คำปรึกษาเรื่องระบบ Master Clock, NTP Server, Time & Frequency system
ติดต่อ คุณยุทธนา Tel: 089-136 6399
info@netsync.co.th
yutthana@netsync.co.th
Posts
