ניווט תחת אש - זיופי GPS (Spoofing) ואיך מגינים על הרחפנים שלנו?

בעולם שבו רחפנים הופכים לכלי עבודה מרכזי במדידה, בנייה, חקלאות וביטחון, הדיוק במיקום (GNSS) הוא כבר לא מותרות – הוא תנאי הכרחי לבטיחות. אך מה קורה כשהאות מהשמיים הופך למלכודת?

ככל שטכנולוגיית ה-GPS הופכת נגישה יותר, כך גוברים האיומים עליה. יום אחד של השבתת מערכות GNSS בארה"ב לבדה מוערך בנזק של מיליארד דולר. עבור מטיסי רחפנים, האיום הוא מוחשי: איבוד כלי יקר, פגיעה בתשתיות או סטייה מסוכנת מהמסלול.

מה זה בכלל זיוף GPS (Spoofing)?

בעוד ש"חסימה" (Jamming) פשוט מונעת מהמקלט לקלוט אות ובכך גורמת לאובדן מיקום, זיוף (Spoofing) הוא איום מתוחכם בהרבה. זוהי שיטה שבה משדר רדיו קרקעי שולח אותות GPS מזויפים ש"מרמים" את המקלט.

במתקפת זיוף, המקלט של הרחפן בטוח שהוא קולט לוויינים לגיטימיים, אך למעשה הוא מקבל נתוני מיקום שקריים. התוצאה? הרחפן עלול לחשוב שהוא נמצא במקום אחר לגמרי – מה שמאפשר לתוקף להשתלט עליו, להסיט אותו ממסלולו או לגרום לו לנחות באזור עוין.

איור 1. מכשיר SDR (רדיו מוגדר תוכנה) זול יכול להתגבר על אותות GNSS ולזייף GPS של סמארטפון בתדר יחיד ולגרום לו להאמין שהוא נמצא על הר האוורסט.

לא רק בסרטים: זיופים במציאות

ההיסטוריה כבר הראתה לנו כמה זה קל. בשנת 2018 רוסיה הואשמה בזיוף אותות רחפן כדי להסיטו מתקיפת בסיס אווירי בסוריה. בים השחור תועדו מאות מקרים של ספינות ש"הועתקו" וירטואלית לשדות תעופה סמוכים. אפילו שחקני "פוקימון גו" משתמשים במכשירי SDR (רדיו מוגדר תוכנה) זולים כדי לזייף מיקום ולתפוס פוקימונים מהספה. עבור רחפן מקצועי, האיום הזה הוא קריטי.

איור 2: ניתן להשתמש בזיוף GNSS כדי לתמרן תנועה של רחפנים.

איך מגנים על הרחפן? הדור הבא של אבטחת ה-GNSS

כדי להילחם בזיופים, עלינו להשתמש במקלטים שיודעים להבדיל בין "אמת" ל"שקר". חשבו על זה כמו על מערכת אזעקה לבית: ככל שיש יותר חיישנים (זיהוי תנועה, קול, וידאו), כך קשה יותר לפרוץ.

1. אלגוריתמים חכמים: Septentrio AIM+

   טכנולוגיות מתקדמות כמו AIM+ של חברת Septentrio משתמשות באלגוריתמים לעיבוד אותות כדי לזהות חריגות. אות מזויף הוא לרוב חזק יותר מאות לוויין אמיתי מהחלל. המערכת יודעת לסמן את האותות החשודים ולהוציא אותם מחישוב המיקום בזמן אמת.

2. אימות הודעות ניווט: OS-NMA

   מערכת הלוויינים האירופית, Galileo, היא החלוצה בהכנסת אבטחה ישירות לתוך האות. שירות ה-OS-NMA (Open Service Navigation Message Authentication) מאפשר למקלט לוודא שנתוני הניווט אכן הגיעו מהלוויין המקורי ולא ממשדר קרקעי עוין. גם ה-GPS האמריקאי בוחן כעת מערכת דומה בשם Chimera.

   
   

3. אימות ברמת האות (CAS) – המגן החזק ביותר

   עבור יישומים קריטיים כמו רחפנים אוטונומיים למשלוחים או רכבים ללא נהג, גלילאו מציעה את שירות ה-CAS על תדר E6. כאן מדובר בהצפנה של ממש, בדומה לקודים צבאיים. רק מקלטים בעלי מפתח סודי יוכלו לעקוב אחר האותות הללו, מה שהופך את הזיוף לכמעט בלתי אפשרי.

איור 3 לווייני גלילאו אירופיים מספקים שירות אימות פתוח על אות E1 ושירות אימות מסחרי על אות E6. תמונה, באדיבות סוכנות החלל האירופית.  

לסיכום: בטיחות לפני הכל

בעולם הרחפנים הישראלי, המורגל באתגרים ביטחוניים ושיבושי GPS תכופים, הבחירה במקלט GNSS עמיד אינה רק עניין טכני – היא עמוד השדרה של המבצע. שימוש בטכנולוגיות אימות וזיהוי חריגות הוא המפתח לשקט נפשי ולביצוע משימות בדיוק מקסימלי.

האם הרחפן שלכם מוכן לאיום הבא?

מבוסס על חומרים מקצועיים באדיבות Septentrio.

הערה טכנית: GNSS (Global Navigation Satellite System) הוא המונח הכולל לכל קבוצות הלוויינים (GPS האמריקאית, Galileo האירופית, GLONASS הרוסית ועוד).