L’infrastruttura spaziale del Global Navigation Satellite System (GNSS) è diventata negli ultimi quindici anni di importanza essenziale per numerosissime attività. Un elenco non esaustivo di applicazioni: la sincronizzazione globale delle transazioni bancarie, il tracking dei satelliti in orbita LEO, la costruzione di infrastrutture, il monitoraggio anticalamità, l’automatizzazione dell’agricoltura, i servizi di bike/car sharing e, più in generale, il trasporto di merci e persone su gomma, rotaia, acqua e aria.

GPSPATRON, azienda polacca specializzata in servizi per la sicurezza e l’integrità del segnale GNSS, ha condotto delle analisi che lanciano un allarme da non trascurare e che profilano un pericolo inatteso per l’integrità di questo tipo di segnale.

Tutti noi ormai, abbiamo smesso di usare (o addirittura mai usato) i vecchi stradari degli anni Novanta, per fare affidamento solo a Google Maps o servizi correlati. Il trasporto su gomma è ormai completamente monitorato e supportato dalla ricevibilità di un segnale GNSS integro.

Gli attacchi al segnale GNSS

Le minacce all’integrità di un segnale GNSS sono principalmente due: lo spoofing e il jamming.

Con il primo termine, spoofing, intendiamo un tipo di attacco informatico che crea una falsificazione d’identità. Nel caso del GNSS il segnale autentico viene sostituito da uno corrotto e che fornisce informazioni false, spacciandole per autentiche. Lo spoofing è un attacco “intelligente” che richiede un certo tipo di preparazione e con un obiettivo a priori abbastanza chiaro.

Il jamming, invece, consiste nella creazione di un’interferenza rumorosa durante la ricezione del segnale. La diminuzione del rapporto tra segnale e rumore (con la crescita di quest’ultimo) può portare a inaccuratezze nel calcolo della posizione o addirittura la perdita della geolocalizzazione per l’intera durata del disturbo. In linea di massima, risulta un attacco più rozzo e meno complesso dello spoofing. Infatti, è il jamming il problema evidenziato dall’analisi di GPSPATRON perché risultante di comportamenti spesso fraudolenti di cittadini comuni.

Il Jamming “privato”

Esistono dei dispositivi chiamati “jammers” che attaccano il segnale GNSS che raggiunge una certa area. L’utilizzo che può farne un privato è molto semplice: si monta sopra una automobile per evitare di essere rintracciati dai servizi di GNSS. Certo, questo penalizza anche lui nell’utilizzo del servizio stesso, ma se il suo unico interesse è mantenere segreta la sua posizione questo strumento è ciò di cui ha bisogno. I GNSS jammers sono proibiti in tutti i paesi sviluppati, tuttavia non è difficile procurarsene uno, anche su Amazon.

Alcuni esempi per rendere chiaro perché qualcuno potrebbe voler dotarsi di jammer, oltre al semplice bisogno di privacy:

• Svicolare dai controlli di fleet management di aziende di delivery o trasporto. Molti di questi veicoli sono equipaggiati con sistemi di tracking GNSS per valutare il consumo di carburante, la distanza percorsa o il tempo impiegato. Qualche autista potrebbe attivare brevemente un jammer per impiegare, durante l’orario di lavoro, il mezzo per usi personali.
• Pagare meno sui servizi di car-sharing che calcolano il costo del servizio in base alla strada percorsa basandosi sul rilevamento GNSS.
• Alcuni servizi di noleggio non permettono ai clienti di andare in alcune aree di strada; l’utilizzo di un jammer renderebbe questo transito ignoto al proprietario del servizio.

Le conseguenze correlate

Il problema dei jammers è però molto più grave di queste “piccole” frodi al datore di lavoro o a dei servizi.

Infatti, se durante una raccolta di segnali GNSS dovesse comparire un’interferenza di jamming cosiddetta stazionaria (nel tempo e nello spazio), è relativamente facile determinarla e mitigarne gli effetti. Tuttavia, un jammer montato in un’auto può apparire ovunque, all’improvviso, con un rumore molto forte, e poi sparire di nuovo come è comparso. Il problema diventa incidentale, casuale, randomico ed è molto difficile da risolvere.

Alcune conseguenze possono essere:

• Effettuare di giorno, con il traffico, misurazioni GNSS per la manutenzione delle infrastrutture stradali diventa molto difficile se si rischiano di perdere dati ogni volta che passa un’auto con un jammer.
• L’operatività di macchine agricole automatiche in campi attigui alle grandi strade può venire compromessa.
• I servizi drone-based (monitoraggio ambientale, stradale, di emergenza…) possono subire dei gravi malfunzionamenti che possono portare anche alla distruzione del drone.
• I servizi di bike-sharing, visti i loro ricevitori non di altissima qualità e solidità, hanno difficoltà a gestire queste interferenze e dall’app di geolocalizzazione delle biciclette per l’utente diventa difficile trovarne una.

Certo, implementando in queste applicazioni critiche dei ricevitori solidi forniti di forti sistemi anti-jamming, i rischi sarebbero enormemente ridotti. I costi per gli operatori, e quindi per i clienti, però andrebbero a lievitare notevolmente e irragionevolmente. Questi ricevitori disponibili sul mercato in genere hanno anche tante altre caratteristiche come gli elementi ridondanti, servizi di authentication, anti-spoofing, oltre al “semplice” anti-jamming. Montare un ricevitore con parametri militari su una bicicletta è palesemente antieconomico no?

Per queste ragioni, GPSPATRON segnala che nessun progresso riguardo l’automazione dei trasporti (macchine/camion/treni a guida automatica) potrà mai essere ottenuto in maniera economica se non si affronta chiaramente il problema delle interferenze da jamming lungo le strade trafficate.

Un esempio prodotto da GPSPATRON

GPSPATRON ha posizionato uno dei suoi ricevitori vicino ad un incrocio molto trafficato di una città abitata da 22000 persone. Durante un giorno lavorativo, sono state registrate circa 10 interferenze all’ora, un numero non da poco e che giustifica, in questo caso, i problemi espressi ai paragrafi precedenti.

Sul sito di GPSPATRON si possono trovare altri esempi riguardanti il caso di un camion con un jammer acceso, e che sta eseguendo operazioni di carico/scarico di diverse ore, inquinando il segnale per tutto questo tempo. Un altro esempio è quello di una semplice macchina che si ferma e riparte dal semaforo.

In generale GPSPATRON sottolinea che per ben due volte il segnale GNSS è stato perso del tutto, mentre fra le costellazioni, GLONASS è quella più resistente a questa minaccia. Inoltre, le interferenze sono state notate perlopiù al pomeriggio, con una pausa consistente durante la notte; fatta eccezioni per le notti del weekend, dove le interferenze tornano ad aumentare.

In conclusione

Le analisi di GPSPATRON sono circostanziali e di carattere anedottico, tuttavia evidenziano alcuni trend di un problema reale e che probabilmente non è da considerarsi “raro” o “occasionale”.

I danni economici che possono derivare da questo fenomeno sono notevoli e anche l’interferenza con servizi di monitoraggio per emergenze sanitarie e climatiche non è da sottovalutare.

La tecnologia di cancellazione dell’interferenza intrinseca al GNSS, in questo momento non è in grado di gestire questo tipo di problema. Le soluzioni possibili sono quindi tre:

• La dotazione, da parte degli enti che subiscono i danni di questo fenomeno, di costosi servizi esterni al GNSS che suppliscano le mancanze.
• L’aggiornamento della tecnologia GNSS per confrontarsi con questo problema.
• Un aumento del controllo sulla vendita dei jammers e l’introduzione di meccanismi di sorveglianza per trovare e penalizzare gli utilizzatori.

Di queste, la prima è la più facile da applicare, ma anche la più antieconomica. La seconda e la terza richiedono un intervento politico che al momento non sembra essere all’ordine del giorno.