据MotherBoard最新报道，商业机组人员报告说，中东上空发生了一些“不可思议”的事情：自9月份以来，新颖的“欺骗”攻击已导致数十起导航系统故障。9月下旬，伊朗附近的多架商业航班因导航系统失灵而误入歧途。这些飞机首先收到了欺骗性的GPS信号，这些信号旨在欺骗飞机的系统，让其误认为飞机正在远离真实位置的地方飞行数英里。其中一架飞机未经许可差点飞入伊朗领空。名为OPSGROUP的国际组织跟踪了大量此类事件，过去一个多月内有50多起类似事件。从那时起，在网上讨论这个问题的机组人员表示，情况只会变得更糟，专家们正在竞相查明幕后黑手。目前这个问题还没有解决方案，其潜在的灾难性影响和原因尚不清楚。

OPSGROUP是一个由飞行员和飞行技术人员组成的国际组织， 9月份就这些事件发出了警报，并开始收集数据与其成员和公众分享。据OPSGROUP称，中东地区多架商用飞机在连续数月收到欺骗性导航信号后失去了导航能力。不仅仅是GPS，后备导航系统也被损坏，导致彻底失败。

据OPSGROUP称，该活动集中在三个地区：巴格达、开罗和特拉维夫。该组织在11月的更新中表示，该组织在过去五周内跟踪了50多起事件，并确定了三种新的、不同类型的导航欺骗事件，其中两起是自 9 月份首次报告以后发生的。

OPSGROUP表示，虽然GPS欺骗并不新鲜，但这些新攻击的具体载体以前是“不可想象的”，并将其描述为暴露了“航空电子设备设计中的基本缺陷”。这种欺骗破坏了惯性参考系统（IRS），这是一种通常被称为飞机“大脑”的设备，使用陀螺仪、加速度计和其他技术来帮助飞机导航。Motherboard采访的一位专家表示，这“非常重要”。

“这听起来简直不可思议，”OPSGROUP在其关于这些事件的公开帖子中表示。“IRS（惯性参考系统）应该是一个独立的系统，无法被欺骗。我们可能会失去所有机载导航能力，并且必须向[空中交通管制]询问我们的位置并请求航向，乍一看毫无意义，尤其是对于配备最新航空电子设备的最先进的飞机而言。然而，多份报告证实这确实发生了。”

中东地区的信号干扰很常见，但这种强大的欺骗手段却是新鲜事。德克萨斯大学奥斯汀分校研究卫星通信的教授托德·汉弗莱斯 (Todd Humphreys) 表示，自2018年以来，叙利亚附近的空域 中一直存在极其强大的信号干扰器。叙利亚被美国总统称为‘地球上最具侵略性的电子战环境。

汉弗莱斯领导着德克萨斯大学无线电导航实验室，该实验室开发了国际空间站强大接收器所使用的软件，该接收器用于研究来自近地轨道的全球导航卫星信号。如今，汉弗莱斯和他实验室的研究生团队正在不断研究该地区的信号。

“除了普通的干扰（例如，使用线性调频干扰器），我们还在无线电拖网中捕获了GPS欺骗信号，”他说。“但是，有趣的是，欺骗信号似乎从未完成。它们要么缺少关键的内部数据，要么相互不一致，因此无法欺骗GPS接收器。他们的目的似乎是拒绝服务而不是真正的欺骗。我和我的学生开始意识到欺骗是新的干扰。换句话说，它被用于拒绝服务，因为它比钝性干扰更有效。”

目前这个问题还没有解决方案，其潜在的灾难性影响和原因尚不清楚。根据OPSGROUP组织11月份的更新，“业界在解决这一问题方面进展缓慢，导致机组人员只能寻找检测和缓解GPS欺骗的方法。”

汉弗莱斯说，如果机组人员确实意识到出了问题，他们唯一的办法就是依靠空中交通管制。

“GPS和IRS及其冗余备份是现代飞机导航系统的主要组成部分，”汉弗莱斯说。“当读数损坏时，飞行管理系统会假设飞机位置不正确，合成视觉系统会显示错误的背景信息等。最终，如果飞行员发现出现问题，他们可以恢复到 [VHF全向范围]/[陆地上的距离测量设备]。但在最近的几个案例中，空中交通管制必须介入并直接为飞行员提供方向“矢量”（通过不安全的通信通道）以引导他们到达目的地。这不是一个可扩展的解决方案。”

汉弗莱斯说：“如果飞行员弄清楚发生了什么事，而忽略了GPS和损坏的IRS，那么欺骗的效果就仅限于拒绝服务。” “但是GPS干扰的一个重要区别是，尽管干扰会导致GPS失效，但它不会破坏IRS。欺骗确实存在，这对于航空安全而言非常重要。”

“这表明，在GPS故障时充当航位推算备份的惯性参考系统在面对GPS欺骗时根本没有备份，因为欺骗的GPS接收器会破坏IRS，然后 IRS就会对错误的位置进行航位推算。”汉弗莱斯告诉MotherBoard。“此外，冗余的GPS接收器和IRS（大型飞机有2个以上的GPS接收器和3个以上的IRS）无法提供额外的保护：它们都会被损坏。”

过去15年来，汉弗莱斯和其他人一直在对发生的此类袭击发出警报。2012年，他在国会作证，说明需要保护GNSS免遭欺骗。“GPS欺骗就像针对航空系统的零日攻击，”他告诉 Motherboard。“他们对此完全没有准备，也无能为力。”

汉弗莱斯表示，OPSGROUP从9月份开始发布的报告是“我所知道的第一个明确的案例，其中商用飞机因GPS欺骗而偏离航线”。

这些新型欺骗攻击背后的实体尚不清楚，但汉弗莱斯表示，他和一名学生已经缩小了可能的来源范围。“我的学生扎克·克莱门茨 (Zach Clements) 上周利用近地轨道上的几艘航天器的原始GPS测量结果，将这种欺骗的源头定位到了德黑兰东部外围，”他说。

伊朗并不是该地区唯一欺骗GPS信号的国家。正如Politico首次报道的那样，克莱门茨是哈马斯10月7日袭击后第一个发现很可能来自以色列的欺骗行为的人。“自10月15日左右以来，我们在以色列看到的强烈而持续的欺骗行为几乎肯定是以色列自己进行的，”汉普莱斯说。“以色列国防军实际上向一名记者承认了这一点。” 汉弗莱斯当时表示，遇到这GPS欺骗的机组人员可以依靠其他机载仪器来着陆。

汉弗莱斯表示，以色列欺骗行为的影响与9月底在伊朗附近观察到的效果相同。“据我所知，这是有史以来第一起明确的商用飞机GPS欺骗案件，”他说。“它们发生的时间如此之近令人惊讶，但可能只是巧合。”

参考资源

1、https://www.vice.com/en/article/m7bk3v/commercial-flights-are-experiencing-unthinkable-gps-attacks-and-nobody-knows-what-to-do

2、https://ops.group/blog/gps-spoof-attacks-irs/

3、https://ops.group/blog/gps-spoofing-update-08nov2023/

4、https://www.politico.com/news/2023/10/23/israels-gps-tampering-deter-hezbollahs-missiles-00123026

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