Légi járművek GPS-hackelése: Az új órák védelmet nyújthatnak?

2024. január 17-én egy Ryanair járat Londonból Vilniusz felé közeledett, amikor váratlanul megszakították a leszállási műveletet. A Boeing 737 MAX 8-200 típusú repülőgép, amely már körülbelül 850 láb (259 méter) magasságból süllyedt, GPS rendszerének jelét zavaró hatás érte, ami miatt sürgős átterelésre volt szükség. A pilóták ahelyett, hogy landoltak volna, kénytelenek voltak visszarepülni az égbe, és körülbelül 400 kilométerrel (250 mérföld) délre, Varsóba irányítani a gépet. A litván légügyi hatóságok később megerősítették, hogy a repülőgép GPS jelének zavaráról volt szó. Ez az esemény nem számít egyedülállónak; az előző három hónap során több mint 800 GPS zavarásos esetet regisztráltak Litvánia légterében. És nemcsak Litvánia, hanem Észtország és Finnország is aggódik, mivel Oroszországot vádolják azzal, hogy olyan technológiát alkalmaz, amely blokkolja a műholdas navigációs jeleket a NATO keleti szárnyának közelében – bár Oroszország ezt tagadja.

A GPS zavarásának veszélye azonban nem csupán a légi közlekedést fenyegeti. A GPS hiánya gyakorlatilag megbénítaná a mindennapi életet; egy 2017-es kormányzati jelentés szerint a rendszerszintű GPS zavarás akár a brit pénzügyi, áramellátási és kommunikációs rendszereket is megállíthatná. A GPS működése azon alapul, hogy a felhasználók jeleket kapnak több műholdtól. Az, hogy mennyi idő alatt érkezik meg egy jel egy eszközhöz, lehetővé teszi a pontos helymeghatározást. A nagyon nagy atomórák közvetlenül kommunikálnak a műholdakkal, lehetővé téve számukra, hogy 100 milliárd másodpercnyi pontossággal tudják az időt, ami kulcsfontosságú számos gazdasági tevékenységhez világszerte, beleértve a kommunikációs rendszereket, az elektromos hálózatokat és a pénzügyi hálózatokat. A GPS elvesztésének potenciális költségét napi 1,4 milliárd fontban határozták meg, ami érthetővé teszi, miért szerepel a GPS zavarás a brit kormány nemzeti kockázati nyilvántartásában, mint az egyik legnagyobb fenyegetés.

Ezen ismeretek birtokában brit tudósok egy csoportját, akiket „Időuraknak” neveztek, felkérték, hogy dolgozzanak ki megoldást. A terv lényege, hogy egy biztonságosabb alternatívát fejlesszenek ki a GPS számára, amely lehetővé teszi az új atomórák hordozható használatát, ahelyett, hogy a műholdak jeleire támaszkodnának. Azonban a megvalósítás rendkívül nehéz feladat; atomenergiát kell hasznosítani, új típusú órát kell kifejleszteni, és még az idő mérésének módját is meg kell változtatni – mindezt néhány éven belül. Az Egyesült Királyság kormánya az utóbbi hónapokban kutatási kezdeményezéseket indított a GPS zavarás fenyegetésének kezelésére. Azonban a prototípusok robusztus eszközökké alakítása, amelyeket egy napon a telefonjainkba is beépíthetnek, óriási vállalkozás, és az új technológia iránti igény egyre sürgetőbb.

A kihívás összehasonlítható azzal, amikor John Harrison az 18. században kifejlesztette a hordozható tengeri órát, amely megoldotta a hosszúsági problémát, lehetővé téve egy új kereskedelmi korszak és a felfedezések aranykorának eljövetelét. Háromszáz évvel később a kutatók ismét versenyt futnak, hogy tökéletesítsenek egy új órát a GPS problémájának megoldására – és a hatás legalább olyan átalakító lehet. Dr. Helen Margolis, a brit idő- és frekvenciakutató laboratóriumok vezető tudósa úgy fogalmazott: „A történelem azt mutatja, hogy minden alkalommal, amikor javul a mérési képességünk, új alkalmazások következnek, amelyek lehetővé teszik olyan dolgokat, amikről az emberek korábban nem is álmodtak.”

A kutatók célja tehát egy új, hordozható alternatíva kifejlesztése a GPS helyett, amely a kvantumtechnológiák területén keresztül valósulhat meg. Az atomok manipulálásának módszereit keresik, és a legújabb fejlesztések a kvantumszámítógépek körül forognak. Azonban a navigáció és az idő mérésének javítása egy csendes forradalom, amely eddig háttérben maradt, és amelyben a kvantumtechnológia várhatóan korai hatását fogja gyakorolni. A brit kormány által létrehozott Quantum Enabled Position Navigation and Timing (QEPNT) központ munkatársai már dolgoznak az új eszközök kifejlesztésén.

Az NPL kutatói, akiknek az „Időurak” nevet adták, a kvantumórák tökéletesítésén dolgoznak, amelyek akár 100-szor pontosabbak is lehetnek, mint a legpontosabb caesium órák, amelyeket ma használnak. Az új technológia lehetőséget ad arra, hogy a GPS helyett a jövőben mindenki a saját, személyre szabott GPS rendszerét használja, amely egy miniaturizált optikai órából, egy kis giroszkópból és egy gyorsulásmérőből áll majd. A QEPNT célja, hogy a technológiát chipre zsugorítsa, így a mindennapi életben is robusztus és megfizethető legyen. Azonban a megvalósítás még évtizedek távolságára van. Az időurak és kvantumtudósok folytatni szeretnék a klasszikus órás mesterek hagyományait, és megvédeni az Egyesült Királyság kritikus rendszereit a GPS támadásoktól.

Forrás: https://www.bbc.com/news/articles/cq6yg204pvmo