La ‘suplantación de identidad‘ no es un concepto nuevo. En los días previos a la transmisión de vídeo, un grupo de expatriados británicos en Europa consiguieron engañar a las compañías de televisión por satélite’ para que pensaran que sus decodificadores estaban en el Reino Unido y así desbloquear los contenidos de una televisión destinada únicamente a una audiencia inglesa. Hoy en día, los fans de muchos programas de televisión extranjera falsifican su dirección IP para que su ordenador portátil o tableta figure registrado en el país donde esté legalmente permitido acceder al contenido del vídeo que deseen ver. 

El uso de dispositivos para ‘engañar a las máquinas ‘ se ha usado muchas veces en el cine como en aquella película de James Bond titulada «El mañana nunca muere» en donde nuestro agente 007 utilizaba un sofisticado sistema desde su móvil para manejar su vehículo 

Y esa ‘suplantación de identidad’  también ha llegado recientemente a una de las tecnologías más modernas de nuestro tiempo: el GPS

 GPS es el acrónimo de “Global positioning system”, que significa Sistema de posicionamiento global. Se maneja por el NAVSTAR (Navigation satellite timing and ranging) que dispone de 24 satélites colocados en seis órbitas a razón de cuatro en cada una y distanciados entre sí 90º de arco. Cada satélite está dotado de cuatro relojes atómicos de extremada exactitud (atrasan 1 segundo cada tres millones de año) y con esa ‘señal de hora exacta’ los satélites transmiten continuamente su posición y hora local en órbita. 

Esas señales se transmiten con una precisión de unos pocos microsegundos y afecta a las radiocomunicaciones. Cualquier marca de tiempo diferente del ‘tiempo real’ puede originar un ‘fallo critico’ en todo el software de control que usa el sistema para transmitir una señal de hora correcta. Eso fue lo que pasó el 26 de enero de 2016 cuando uno de los satélites GPS – llamado SVN23 en órbita alrededor de la Tierra al ser dado de baja ocasionó un error en el mensaje de sincronización en tiempo universal (UTC) de 13 microsegundos afectando a las señales de banda L de muchos receptores GPS. Solo ocasionó problemas en las retransmisiones de radio digital y no a la capacidad de los sistemas para proporcionar un posicionamiento y navegación correcta pero un fallo en las señales de posicionamiento es algo bastante grave porque nuestra civilización depende del GPS para casi todo.

Desde las redes de telefonía móvil hasta el control de un dron de precisión o el sofisticado sistema de guía de un petrolero, el ‘posicionamiento por GPS ‘se utiliza para coordinar muchas actividades humanas. Se trata de un sistema que se apoya precisamente en esas señales emitidas a intervalos desde 4 satélites y en el intervalo de tiempo que transcurre entre el envío y la recepción de la señal. Está medida es la que nos revela cuan lejos se encuentra el satélite del receptor GPS. 
La señal se construye desde esos cuatro satélites que envían sus señales constantemente a la Tierra y las antenas GPS encargadas de recibirlas miden el tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción de las citadas señales. Con eso se puede establecer una distancia del objeto a los satélites.

La posición GPS de un objeto sería el lugar geométrico donde coinciden las tres esferas que marcan el círculo de señales de tres de los satélite GPS, siendo el centro de cada esfera el propio satélite y el radio la distancia obtenida tras multiplicar el tiempo por la velocidad de propagación de las ondas en la atmósfera.

Por ejemplo si el receptor está situado a 12000 km del satélite número 1, a 10000 km del satélite número 2 y a 13000 km del satélite número 3 el lugar geométrico donde coinciden las tres esferas sería el círculo marcado en verde. Al incluir la distancia desde un cuarto satélite se puede posiciona un objeto en el mapa terrestre con total exactitud. Con las posiciones orbitales de los satélites GPS que intervienen en el momento de la transmisión,contamos con suficiente información para localizar una señal con un margen de error de unos 5 metros en la superficie terrestre

Los cálculos son muy delicados y si se ignoran las medidas de correción aplicables en ciertos casos, el resultado puede ser desastroso con desvíos de la ubicación de la posición de hasta 10 km por día. Por eso el ‘alterar las señales GPS‘ puede tener un impacto muy significativo.

¿Se puede engañar a un receptor de GPS? Pues si, y el proceso no es muy complicado; basta con transmitir desde tierra una señal ‘más poderosa‘ que la de los satélites que la forman. Conocida como «spoofing«, esta técnica consiste en crear señales GPS falsas que confundan al receptor GPS del objeto que queremos posicionar. Estructurando el retraso apropiado podemos cambiar sus coordenadas GPS en la Tierra dado una ‘falsa posición’ del mismo. 

La ‘señal trampa‘ (spoof) contiene la información real de uno de los satélites GPS pero se altera la distancia aparente entre el satélite y el receptor. Como resultado, la cuadrangulación 3D empleada para determinar la posición del receptor ofrecerá una respuesta incorrecta, y esto se traducirá en una desviación, sobre su posición real. 

Se comienza difundiendo una señal ligeramente más potente que la que inicialmente  se corresponde con la situación correcta del receptor GPS, y luego poco a poco se va alterando la posición “aparente” del objeto para que el receptor de tierra acepte la posición de la ‘señal trampa‘ sin darse cuenta de que dicha señal es diferente.

El primer caso conocido de ‘spoofing GPS‘ ocurrió a finales del año 2011 cuando un avión no tripulado militar RQ-170 de los Estados Unidos desapareció sobre Irán y apareció una semana después intacto y en poder de los iraníes .Estos afirmaron que secuestraron y llevaron a tierra a aquel avión con señales para engañar a su GPS pero no se pudo averiguar la técnica usada por los mismos.

Fuente

Pero fue un año después cuando en en el Departamento de Ingeniería aeroespacial y mecánica de la Universidad de Texas, el profesor Todd E. Humphreys y su equipo de investigación en la ciudad de Austin demostraron con éxito que las señales GPS de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) podían ser alteradas por una fuente externa y con ello demostraron que se podía ‘engañar a un sistema GPS superarando  las señales de navegación de aquel prototipo.

Pero faltaba la ‘gran prueba ‘ y esta se hizo entre finales de junio y principios de julio de 2013 en el «White Rose of Drachs» un súperyate de 80 millones de dólares de 65 m de eslora con casco de acero y superestructura de aluminio y con capacidad de transportar hasta 12 personas y 18 tripulantes a una velocidad de 16.80 nudos. Este yate disponía de los últimos adelantos en posicionamiento GPS. 

El experimento se hizo en el mar Jónico con el pleno consentimiento del capitán de aquel yate y en su trabajo, Humphreys y sus estudiantes mostraron que se podía engañar al sofisticado equipo GPS de aquel barco mostrando lo vulnerable y relativamente fácil que es enviar una señal GPS falsa y engañar a los modernos receptores.

Se trataba de un dispositivo que enviaba señales GPS falsas a aquel barco, y el mismo las aceptó haciendo caso omiso de las señales de GPS reales existentes. Con ello  Humphreys y sus muchachos obtuvieron el control total de la navegación de aquel súperyate. Aquí está el vídeo que muestra como lo hicieron 

Y aunque durante un tiempo se pensó que estas técnicas para falsear una posición GPS eran altamente sofisticadas y requerían un equipo costoso y especializado, todo cambió cuando en agosto de 2015 en una convención de hackers en Nevada llamada DEFCON 23 dos investigadores chinos llamados Huang Lin y Yan Qing demostraron que era posible construir un dispositivo de ‘suplantación de GPS’ con componentes baratos. Aquí está la memoria completa de su trabajo.

Con su spoofer barato aquel el equipo mostró que podían tomar el control remoto tanto de un avión no tripulado como de un smartphone o cualquier vehículo automóvil. A partir de entonces la seguridad en la navegación ya fue una ilusión y en diciembre de 2015, el Departamento de Seguridad Nacional de Estados Unidos informó que los narcotraficantes usaban técnicas de ‘GPS Spoofing‘ para desactivar los drones de vigilancia de las fronteras.

Es decir que el mundo de las ‘redes seguras’. ya no existe, y aún que son muchas las ventajas que ofrece un sistema de posicionamiento GPS, al paso que vamos y si queremos estar realmente seguros al movernos por el mundo vamos a tener que volver a usar aquellos viejos mapas y brújulas.

Fuentes:

Cómo funciona el GPS