что такое gps спуфинг
GPS Spoofing на практике: Как поймать всех покемонов, не выходя из дома
Обмануть игру и ловить покемонов, не выходя из дома, можно с помощью техники GPS Spoofing.
Как это работает
Суть игры заключается в том, что человек перемещается по городу и ищет сказочных существ — покемонов. Игроки могут вызывать покемонов на поединки и ловить в случае победы. Кроме того, покемонов можно выращивать из яиц, для чего придется не ловить их, а пешком перемещаться по городу на определенное расстояние (от двух до десяти километров). Поимка и выращивание покемонов позволяет игрокам увеличивать свой уровень — это открывает возможность для ловли более сильных монстров и получения еще больших наград.
Соответственно, использование GPS критически важно для данной игры. Приложение должно понимать, где находится игрок, чтобы отображать информацию о доступных для поимки покемонов.
Использование GPS Spoofing позволяет обмануть игровое приложение — программу нужно убедить в том, что человек перемещается по городу, в то время как он на самом деле не двигается. В сети уже опубликованы видео, в которых рассказывается, как можно обмануть приложение Pokémon Go для iPhone. Единственный минус — тому, кто захочет сжульничать в игре, придется провести процедуру джейлбрейка для своего смартфона.
Кроме того, существуют руководства о том, как обмануть приложение для Android. Суть мошенничества не меняется — с помощью специального инструмента для подделывания GPS-координат, игрок может «перемещаться» по карте, задавая новые координаты. При этом на самом деле можно даже не вставать с дивана.
Как избежать бана
Разработчики игры активно блокируют пользователей, которые нарушают правила использования сервиса и обманывают приложение. Хотя до сих пор точно неизвестно, как система отслеживает использование GPS спуфинга. Тем не менее, сообщество игроков уже выработало некоторые рекомендации, которые позволяют снизить вероятность бана.
В частности, при использовании техники рекомендуется не применять ее слишком явно — не менять координаты очень часто и на значительном расстоянии от прошлой точки или домашнего региона пользователя (путешествия из Австралии в Японию в течение часа точно приведут к блокировке).
Кроме того, даже при перемещениях в рамках одного города пользователи соблюдают осторожность — например, после смены координат на дальний район, игрок может выключить приложение и запустить его через час. В таком случае будет очень похоже, что человек просто проехал в нужное место на транспорте.
Не только покемоны
Для обмана Pokémon Go используют не только программы-«обманки», но и реальный спуфинг GPS на уровне радиоэфира. Правда, понадобится специальная аппаратура для подавления настоящего GPS-сигнала и замену его на «фальшивый спутник»:
Обмануть GPS можно и проще, чем в этом ролике — с помощью распространенной SDR под названием HackRF. Однако авторы метода честно предупреждают, что во многих странах запрещены передачи на частотах, которые использует «глушилка» HackRF.
Здесь самое время вспомнить о том, что системы глобального позиционирования применяются не только для игр. Сейчас GPS- или ГЛОНАСС-приемник есть почти в каждом смартфоне, они активно используются в навигаторах и транспортных системах. Кроме того, такое оборудование устанавливается на многих устройствах, которые никуда не двигаются (например, на банкоматах). При этом уровень доверия к спутниковым сигналам стремится к 100%. Это значит, что взлом GPS открывает масштабные возможности по проведению самых разных атак.
О том, к чему может привести эксплуатация уязвимостей систем глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС, можно послушать 8 сентября в 14:00 на бесплатном вебинаре Павла Новикова, эксперта по безопасности телекоммуникационных систем компании Positive Technologies.
GPS: глушилки, спуфинг и уязвимости
Династия GPS-спуферов за работой
Я писал, как угоняли дронов, «взламывая» их GPS, и наткнулся на замечательного персонажа — Тодда Хампфриса — который не только воспроизвел «угон беспилотника», но и побудил студентов «угнать» яхту.
GPS Spoofing
Spoofing атака на GPS — атака, которая пытается обмануть GPS-приемник, широковещательно передавая немного более мощный сигнал, чем полученный от спутников GPS, такой, чтобы быть похожим на ряд нормальных сигналов GPS. Эти имитировавшие сигналы, изменены таким способом, чтобы заставить получателя неверно определять свое местоположение, считая его таким, какое отправит атакующий. Поскольку системы GPS работают измеряя время, которое требуется для сигнала, чтобы дойти от спутника до получателя, успешный спуфинг требует, чтобы атакующий точно знал, где его цель — так, чтобы имитирующий сигнал мог быть структурирован с надлежащими задержками сигнала.
Атака спуфинга GPS начинается, широковещательно передавая немного более мощный сигнал, который указывает корректную позицию, и затем медленно отклоняется далеко к позиции, заданной атакующим, потому что перемещение слишком быстро повлечет за собой потерю сигнальной блокировки, и в этой точке spoofer станет работать только как передатчик помех. Одна из версий захвата американского беспилотника Lockheed RQ 170 в северо-восточном Иране в декабре 2011, это результат такой атаки.
Spoofing GPS был предсказан и обсужден в сообществе GPS ранее, но никакой известный пример такой вредоносной атаки спуфинга ещё не был подтвержден.
Под катом несколько полезных видео со сценариями атак на GPS, анализ криптографических решений, используемых в навигации, обнаружители глушилок, спуферов, ну и обзор нескольких портативных GPS-глушилок, которые я поразбирал в Хакспейсе.
Выступление на TED главного GPS-угонщика, короля спуфинга.
Кто управляет дроном: вы или хакер?
Студенты охотятся не на бабушек-процентщиц а на многомиллионные яхты
Основным компонентом спуфера стал имитатор GPS-сигналов. Эти устройства выпускаются серийно и предназначаются для тестирования навигационных систем. В большинстве стран они продаются свободно и стоят от тысячи долларов.
Сам по себе такой имитатор GPS сигналов — маломощный и действует в радиусе десятка метров. Поэтому вторым компонентом спуфера стали усилители, повышающие мощность ложного сигнала GPS в десятки раз.
Во время эксперимента всё оборудование атакующей стороны находилось на борту яхты, совершавшей плавание в Средиземном море у берегов Италии. Образно говоря, она была погружена в облако ложных сигналов GPS, мощность которых была больше настоящих.
На первом этапе Тодд запустил процесс дублирования настоящих сигналов со спутников, добиваясь их полного соответствия по учитываемым характеристикам. Добившись слияния обоих сигналов, он немного повысил мощность тех, которые отправляет спуфер. Навигационная система стала считать их основными и отфильтровывала настоящие данные со спутников как помехи. Получив контроль, Тодд стал постепенно искажать вычисляемые сведения о местоположении, уводя яхту севернее заданного курса.
Капитан яхты убедился в действенности методики, когда отклонение превысило три градуса. После чего Тодд сыграл завершающий аккорд. Изменив данные для определения высоты над уровнем моря, руководитель группы смог заставить навигационный компьютер яхты «считать», что судно находится под водой.
Бывший наставник Тодда, профессор Корнеллского университета Марк Псиаки (Mark Psiaki), предложил схему защиты от GPS-спуфинга. Сейчас вместе с аспирантами он уже реализовал описанную идею. Его группа создала модифицированный GPS-приёмник с антенной, меняющей своё положение с определённой частотой. Поскольку спутники находятся на значительном удалении друг от друга, а ложные сигналы приходят из одного близкого места, фаза несущего колебания в для такого приёмника будет меняться по-разному, что и позволит распознать обман.
Assessing the Spoofing Threat: Development of a Portable GPS Civilian Spoofer
В этой же публикации автор предлагает 2 варианта защиты от спуфинга: Data Bit Latency Defense и Vestigial Signal Defense
Еще полезные видео
Тодд Хампфри разработал бюджетный вариант комбинированного с видеокамерой GPS сантиметровой точности
Самое свеженькое видео июня 2015 года, где Тодд рассуждает о будущем GPS (есть кадры из его лаборатории)
Spoofing, Detection, and Navigation Vulnerability (18 сентября, 2014)
В этой передаче Тодд рассматривает несколько сценариев безопасности GNSS
Структура рынка безопасности GNSS
Who’s Afraid of the Spoofer? GPS/GNSS Spoofing Detection via Automatic Gain Control (AGC)
Security For and From GPS
Detect and Locate GPS Jamming: Provide Actionable Intelligence
Портативные GPS-глушилки
Увы, настоящий трекер/маячок я не успел найти, поэтому тестил на смартфоне. Каждый из этих приборов «валил» спутники на расстоянии более 15 метров в помещении.
GP50 
Общая выходная мощность: 70 мВатт
Цена: 2600 руб
G600 и G600с 
Возможно заряжать от прикуривателя
G600 глушит L1:1500-1600 МГц
G600с глушит L1:1560-1580 МГц и L2: 1217-1273 МГц
Общая выходная мощность: 150 мВатт
Работает от аккумулятора: 120 минут (G600) и 60 минут(G600с),
Радиус: 2-15 метров
Цена: 3900 руб (G600) и 4200 руб (G600с)
Black wolf gt-12g 
Глушит все известные частоты спутникового слежения.
Этот блокиратор спутниковой связи может одновременно глушить спутниковый сигнал в пяти различных диапазонах GPS/ГЛОНАСС:
L1 – несущий сигнал, L2 – вспомогательный диапазон, L3 – военный диапазон, L4 – диапазон для изучения ионосферы, L5 – новый вспомогательный диапазон.
L1:1500-1615 МГц
L2/L3: 1200-1230 МГц
L4: 1250-1280 МГц
L5: 1170-1180 МГц
Радиус блокирования сигнала: 5-15 метров
Общая выходная мощность: 2 Ватт
Время работы от аккумулятора: 90 минут
Цена: 10400 руб.
Специально для хакеров-страйкбольщиков есть удобное «полевое» крепление 
Статьи на Хабре про безопасность GPS
По оценке журнала GPS World, сейчас в мире находится в использовании более миллиарда приёмников GPS, и более 90% из них используются только для получения сигналов точного времени.
Интересно, что энтузиасты уже создали работающие образцы нового поколения таких устройств, способных не просто глушить, но искажать сигналы GPS. Мошенники могут использовать это с целью осуществления неких крупных афёр (например, все заявки на фондовой бирже маркируются сигналами точного времени, так что саботаж в сети конкурента позволит манипулировать котировками акций).
d В 2012 году Верховный суд США признал неконституционным использование следящих GPS-устройств без судебного ордера и постановил прекратить такую практику. Поскольку решение суда вступило в силу немедленно, Федеральное бюро расследований было вынуждено в тот же день отключить приём сигнала от около 3000 активных GPS-жучков.
Устройство GPS-жучка 
Не знаю как в России, но в США граждане периодически находят под днищем автомобиля следящие GPS-устройства, установленные спецслужбами. В прошлый раз, когда о таком стало известно прессе, студент арабского происхождения по неопытности отнёс устройство «производителю», не успев его хорошенько исследовать. Аналогичный прибор на своём автомобиле несколько лет назад нашла активистка за права животных Кэти Томас. Она отказалась вернуть его ФБР, а сейчас осмелилась отдать девайс на изучение.
Если атакующий хочет получить большое количество данных о передвижении различных объектов, то ему нужно скомпрометировать один из публичных серверов для мониторинга. Как показывает практика, это совсем не сложно, ведь большинство этих веб-сервисов содержат вполне тривиальные уязвимости из списка OWASP TOP 10
Тесты помех в лаборатории GATE
Немцы заморочились и масштабно подошли к проблеме GPS-глушилок.
В результате использования автомобильных подавителей происходит полное разрушение GNSS-сигналов не только в том автомобиле, где он находится, но и в близко расположенных. Это создает реальную угрозу будущему интеллектуальных транспортных систем. 
На рисунке показана тестовая лаборатория, где видны передатчики, мониторинговые станции и центральный пункт GATE. Тестирование помех GNSS-подавителей проводилось в зоне, близкой к этому центральному пункту.
Для противостояния такой угрозе Университет Федеральных Вооруженных Сил, расположенный в Мюнхене, Германия, приобрел несколько автомобильных подавителей для проведения лабораторных анализов и тестов в лаборатории GATE (Galileo Test Range), в которой симулируются реальные условия. Измерения проводились с помощью экспериментального программного приемника, разработанного в Институте Космических Технологий и Приложений. Приемник позволяет вести запись отсчетов промежуточных частот и анализировать влияние помех на приемник.
Цель исследования — понять как работает глушилка, чтобы разработать контрмеры. Они накопали кучу данных и сделали серьезную аналитику. 
Анализ показал, что дальность действия подавителя очень сильно зависит от архитектуры приемника. При каждом сценарии подавители оказывали сильное воздействие. Необходимо принимать меры против использования автомобильных подавителей. Для обвинений в использовании подавителей необходимо размещать детекторы. Эта мера также позволит подсчитать количество используемых подавителей. Деградация GNSS-позиционирования представляет собой угрозу использованию интеллектуальных транспортных систем, предназначенных для повышения безопасности вождения. Поэтому, предотвращение и смягчение эффекта помех должно стать объектом исследований для разработчиков систем автомобильной связи. С помехами в GNSS-системах необходимо бороться точно так же, как и с прочими опасностями на дорогах.
Analysis, Detection and Mitigation of InCar GNSS Jammer in interference in intelligent transport systems (PDF)
Car Jammers: Interference Analysis (перевод на русский).
Так что, если вам нужно угнать автомобиль или предотвратить использование GPS на управляемой ракете, избавиться от геометок на фотографиях, то GPS глушилки — самое то.
Навигация 2.0: как обманывают GPS и восстанавливают истину
Сегодня на GPS полагаются во многих ответственных областях. По спутниковым сигналам отслеживаются перемещения прокатных машин, грузовых автомобилей крупных компаний и инкассаторских броневиков. GPS используется на Нью-Йоркской бирже и в физических экспериментах, где требуется точная синхронизация процессов по времени. Мощное навигационное оборудование установлено на всех современных яхтах. Казалось бы, за годы практического применения GPS в гражданском секторе зарекомендовала себя как достаточно надёжная и точная система, но всё больше экспертов стремятся доказать, что это не так.
Основным компонентом спуфера стал имитатор GPS-сигналов. Эти устройства выпускаются серийно и предназначаются для тестирования навигационных систем. В большинстве стран они продаются свободно и стоят от тысячи долларов.
Сам по себе такой имитатор GPS сигналов — маломощный и действует в радиусе десятка метров. Поэтому вторым компонентом спуфера стали усилители, повышающие мощность ложного сигнала GPS в десятки раз.
Во время эксперимента всё оборудование атакующей стороны находилось на борту яхты, совершавшей плавание в Средиземном море у берегов Италии. Образно говоря, она была погружена в облако ложных сигналов GPS, мощность которых была больше настоящих.
На первом этапе Тодд запустил процесс дублирования настоящих сигналов со спутников, добиваясь их полного соответствия по учитываемым характеристикам. Добившись слияния обоих сигналов, он немного повысил мощность тех, которые отправляет спуфер. Навигационная система стала считать их основными и отфильтровывала настоящие данные со спутников как помехи. Получив контроль, Тодд стал постепенно искажать вычисляемые сведения о местоположении, уводя яхту севернее заданного курса.
Капитан яхты убедился в действенности методики, когда отклонение превысило три градуса. После чего Тодд сыграл завершающий аккорд. Изменив данные для определения высоты над уровнем моря, руководитель группы смог заставить навигационный компьютер яхты «считать», что судно находится под водой.
Данный эксперимент не был единственным в своём роде. Ранее публиковались и другие работы в области безопасности, обращавшие внимание на то, что предназначенные для использования в гражданских целях системы GPS не имеют никакой защиты. «Все данные передаются в открытом виде и совершенно предсказуемы. Предсказуемость — враг безопасности», — писал Роджер Джонстон (Roger Johnston), руководитель группы по оценке уязвимостей (VAT) Аргоннской национальной лаборатории ещё десять лет назад. Сегодня Тодд повторяет его слова, поскольку за прошедшее время ситуация не стала лучше.
Тогда многие считали, что угроза носит теоретический характер — и вряд ли злоумышленники смогут воспользоваться уязвимостью в реальной ситуации. Ведь требовалось не самое дешёвое оборудование, квалификация и физическое присутствие поблизости.
До сих пор методом спуфинга удавалось вводить в заблуждение только самые примитивные GPS-трекеры, не имеющие помехозащищённого исполнения и корректирующих программных алгоритмов.
Основными целями стали обычные автомобили из служб проката и грузовой транспорт. Операторы многих транспортных компаний сегодня получают сведения о перемещениях своих автомобилей. В них установлено специализированное устройство, состоящее главным образом из GPS-приёмника и GSM-передатчика. Помимо координат, операторам передаются показания от датчика топлива, спидометра и другого оборудования. Накопленные сведения используются для нужд логистики, снижения риска утраты груза и во избежание использования корпоративных машин в личных целях.
В своё время Джонстон экспериментировал именно с системой контроля перемещений грузовика и задался вопросом, можно ли угнать его так, чтобы оператор ничего не заподозрил. Краткий ответ — да. Если сами недобросовестные водители старались просто отключить следящий модуль или вывести его из строя (чем немедленно выдавали себя), то Джонстон решил действовать более аккуратно. Он подключил генератор сигналов GPS к ноутбуку, чтобы точно сформировать требуемый набор ложных сигналов.
Поначалу он ввёл GPS-трекер в заблуждение, находясь непосредственно в кабине грузовика. Идеальным моментом для подмены сигналов с кодом стандартной точности был проезд тоннеля. Связь с настоящими спутниками пропала, и даже небольшой мощности имитатора хватило для успешной отрисовки ложного трека.
Джонстон не остановился на достигнутом и в следующем эксперименте увеличил мощность спуфера в несколько раз. Увести грузовик и обмануть оператора удалось, уже находясь в машине, следующей параллельным курсом на расстоянии нескольких десятков метров.
«Система GPS для гражданского сектора лишена всяческой защиты, — комментирует ситуацию Тодд Хамфрис на конференции, проводимой фондом TED. — Нет шифрования, нет процедур надёжной идентификации. Атакующему достаточно точно синхронизировать ложный сигнал с сделать его немного мощнее настоящего».
С обманом военных навигационных систем дела обстоят гораздо сложнее. Сигналы в диапазоне L2 являются помехоустойчивым и обладают криптографической защитой. Помимо большей мощности, в дополнение к основным каналам L1/L2 используется корректирующий М-код, специально разработанный для противодействия методам радиоэлектронной борьбы. Однако технически спуфинг GPS систем для военного применения всё же возможен по тем же базовым принципам.
Не случайно Хамфри упоминает об экспериментах с перехватом самодельных беспилотников и кустарных спуферах с эффективным радиусом действия до тридцати километров.
Бывший наставник Тодда, профессор Корнеллского университета Марк Псиаки (Mark Psiaki), предложил схему защиты от GPS-спуфинга в прошлом году. Сейчас вместе с аспирантами он уже реализовал описанную идею. Его группа создала модифицированный GPS-приёмник с антенной, меняющей своё положение с определённой частотой. Поскольку спутники находятся на значительном удалении друг от друга, а ложные сигналы приходят из одного близкого места, фаза несущего колебания в для такого приёмника будет меняться по-разному, что и позволит распознать обман.