Từ việc chiếm quyền phát sóng truyền hình vệ tinh đến việc gây nhiễu và giả mạo hệ thống định vị vệ tinh, các cuộc tấn công vào các dịch vụ trên không gian đang gia tăng. Các chuyên gia đang chạy đua để tìm ra giải pháp nhằm kiểm soát cuộc tấn công này.
Vào ngày 25 tháng 12 năm ngoái, một chiếc máy bay của Azerbaijan đang hướng đến thủ đô Grozny của Chechnya đã hạ cánh khẩn cấp tại Kazakhstan sau khi bay vào vùng nhiễu GPS. Các báo cáo sau đó tuyên bố rằng máy bay đã bị trúng mảnh đạn của Nga nhắm vào máy bay không người lái của Ukraine, nhưng máy bay đã gặp trục trặc trước khi bị trúng đạn, bay vào một đám sương mù dày đặc trong khi mất dữ liệu định vị vệ tinh.
Theo Clémence Poirier, một nhà nghiên cứu an ninh mạng tại ETH Zurich ở Thụy Sĩ, vụ việc khiến 38 người thiệt mạng chỉ là phần nổi của tảng băng chìm ngày càng đáng sợ. Khoảng 310.000 chuyến bay bị ảnh hưởng bởi nhiễu GPS vào năm 2024, với hầu hết các trường hợp xảy ra ở Nga và Trung Đông. Ví dụ, các chuyến bay dân sự đến Sân bay Tartu của Estonia đã bị đình chỉ trong nhiều tháng vào năm 2024 vì máy bay đang đến gần không thể hạ cánh an toàn do nhiễu GPS.
Tình hình này đã thúc đẩy Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO) của Liên hợp quốc ban hành tuyên bố vào ngày 25 tháng 3 kêu gọi các quốc gia "khẩn cấp tăng cường bảo vệ" các băng tần quan trọng để ngăn chặn sự gián đoạn trong "các dịch vụ hàng không, hàng hải và viễn thông".
Liên quan: Cách thức gây nhiễu tín hiệu vệ tinh GPS của Nga và những gì chúng ta có thể làm về vấn đề này
"Sự can thiệp của dịch vụ vệ tinh dẫn đường vô tuyến có thể ảnh hưởng đến hoạt động của máy bay vượt xa khu vực bị ảnh hưởng trực tiếp, tạo ra các rủi ro an toàn tiềm ẩn trên nhiều vùng bay", Tổng thư ký ICAO Juan Carlos Salazar cho biết trong tuyên bố. "ICAO cam kết hợp tác chặt chẽ với các quốc gia thành viên để thực hiện các biện pháp bảo vệ này thông qua các khuôn khổ và tiêu chuẩn an toàn hàng không hiện hành."
Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) và Tổ chức Hàng hải Quốc tế của Liên hợp quốc (IMO) đã tham gia lời kêu gọi.
Poirer nói với Space.com rằng định vị vệ tinh không phải là dịch vụ duy nhất trên không gian dễ bị gián đoạn. Vào tháng 4 năm 2024, tin tặc Nga đã chiếm quyền điều khiển kênh Walt Disney BabyTV, kênh này được phát sóng trên khắp châu Âu thông qua vệ tinh địa tĩnh của nhà cung cấp dịch vụ truyền thông vệ tinh của Pháp là Eutelsat. Thay vì những bộ phim hoạt hình vui nhộn thường thấy, kênh này bắt đầu phát sóng cảnh diễu binh của quân đội Nga kèm theo nhạc của ca sĩ theo chủ nghĩa dân tộc Nga Oleg Gazmanov. Nhiều kênh truyền hình vệ tinh ở Ukraine cũng bị tấn công.
Kể từ đó, tám quốc gia châu Âu, bao gồm Estonia, Latvia, Lithuania, Ba Lan, Ukraine, Phần Lan và Pháp, đã đệ đơn khiếu nại lên ITU về việc Nga can thiệp vào các hệ thống truyền thông vệ tinh của châu Âu.
Theo Porier, các nhà khai thác vệ tinh sẽ phải nâng cao trò chơi của mình để bảo vệ các dịch vụ của họ, mà trong nhiều năm họ coi là an toàn.
"Các nhà khai thác vệ tinh và đài truyền hình đều sẽ phải tăng cường bảo mật chống lại sự can thiệp điện tử", Porier cho biết. "Vì băng thông rộng internet hiện đang trở nên phổ biến trên máy bay và trên biển, nên sự can thiệp vào liên lạc vệ tinh có khả năng sẽ trở nên phổ biến hơn".
"Thế giới đều dựa trên GPS", Mario Paniccia, CEO của ANELLO Photonics có trụ sở tại California, nói với Space.com. "Nhưng điều gì sẽ xảy ra khi bạn mất nó? Bạn định hướng như thế nào?"
ANELLO Photonics là một trong số nhiều công ty mới nổi lên trong những năm gần đây, cố gắng tìm ra các giải pháp tiết kiệm chi phí và nhanh chóng cho vấn đề lỗ hổng GPS.
Ý tưởng của ANELLO là một hệ thống dẫn đường quán tính dựa trên chip có thể tăng cường cho một đơn vị dẫn đường GPS và tiếp quản khi tín hiệu vệ tinh bị nhiễu hoặc giả mạo (tức là bị kẻ tấn công mạng thay đổi để đánh lừa người dùng.)
"Quân đội đã có những hệ thống này trong một thời gian dài, nhưng chúng rất cao cấp, rất tốn kém và lớn", Paniccia cho biết. "Một hệ thống dẫn đường quán tính cho tàu ngầm quân sự có thể tốn vài triệu đô la và có kích thước bằng bàn làm việc của bạn".
ANELLO đã sản xuất được một hệ thống dẫn đường quán tính đủ chính xác và nhỏ đến mức có thể gắn vừa vào một con chip. Phần mềm của hệ thống sử dụng dữ liệu đầu vào từ tia laser và máy đo gia tốc để tính toán đường đi từ điểm bắt đầu hoặc phát hiện độ lệch so với dữ liệu GPS để cảnh báo về hành vi giả mạo.
Trong các thử nghiệm với phương tiện trên bộ, ANELLO đã đi được một quãng đường dài 60 dặm (100 km), đến đích với sai số chỉ 330 feet (100 mét).
Các bản sao lưu GPS khác dựa vào sóng vô tuyến tần số thấp, chẳng hạn như hệ thống eLoran do Hải quân Hoa Kỳ phát triển hoặc các đội vệ tinh trên quỹ đạo Trái đất thấp cung cấp tín hiệu mạnh hơn so với các hệ thống GNSS truyền thống hoạt động ở độ cao cao hơn nhiều, khoảng 12.000 dặm (20.000 km) so với bề mặt Trái đất. Những nhà đổi mới công nghệ quốc phòng cũng ngày càng bắt đầu trang bị cho máy bay không người lái công nghệ dẫn đường dựa trên AI có thể theo dõi đường đi bằng cách so sánh các điểm mốc được phát hiện trong cảnh quan bên dưới với hình ảnh vệ tinh và bản đồ trên máy bay.
Liên quan: GPS: Mọi thứ bạn cần biết về công nghệ dựa trên không gian giúp chúng ta đi đúng hướng
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Nga cho biết vệ tinh tư nhân có thể trở thành 'mục tiêu hợp pháp' trong thời chiến
— Nga đang gây nhiễu tín hiệu vệ tinh GPS ở Ukraine, Lực lượng Không gian Hoa Kỳ cho biết
— Lực lượng Không gian Hoa Kỳ thử nghiệm chó robot để tuần tra Mũi Canaveral
"Các nhà điều hành và đài truyền hình có thể sử dụng giám sát phổ tần để phát hiện và định vị nhiễu", Poirer cho biết. "Trong quá trình sản xuất vệ tinh, có thể tích hợp ăng-ten định hướng, ăng-ten mảng pha hoặc các thành phần cứng".
Trong một báo cáo được công bố vào năm ngoái, tổ chức chuyên gia hàng không OPS Group ước tính rằng các sự cố giả mạo GPS ảnh hưởng đến hàng không đã tăng 400% trong ba năm trước, với tới 1.350 chuyến bay bị ảnh hưởng mỗi ngày vào năm 2024 so với mức trung bình hàng ngày là 200 chuyến vào năm 2021. Dữ liệu thống kê về sự gián đoạn dịch vụ vệ tinh ở các các ngành khó tìm, nhưng các chuyên gia dường như đồng ý rằng mọi thứ chắc chắn sẽ trở nên tồi tệ hơn.
Mức độ rủi ro rất cao. Một báo cáo năm 2023 của Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh ước tính rằng sự gián đoạn GNSS kéo dài bảy ngày ảnh hưởng đến đất nước sẽ khiến nền kinh tế của quốc gia này thiệt hại khoảng 7,6 tỷ bảng Anh (khoảng 9,8 tỷ đô la Mỹ theo tỷ giá hối đoái hiện tại), ảnh hưởng đến các ngành bao gồm hàng hải và hàng không, vận tải đường bộ, nông nghiệp, năng lượng và tài chính.
Vào ngày 25 tháng 12 năm ngoái, một chiếc máy bay của Azerbaijan đang hướng đến thủ đô Grozny của Chechnya đã hạ cánh khẩn cấp tại Kazakhstan sau khi bay vào vùng nhiễu GPS. Các báo cáo sau đó tuyên bố rằng máy bay đã bị trúng mảnh đạn của Nga nhắm vào máy bay không người lái của Ukraine, nhưng máy bay đã gặp trục trặc trước khi bị trúng đạn, bay vào một đám sương mù dày đặc trong khi mất dữ liệu định vị vệ tinh.
Theo Clémence Poirier, một nhà nghiên cứu an ninh mạng tại ETH Zurich ở Thụy Sĩ, vụ việc khiến 38 người thiệt mạng chỉ là phần nổi của tảng băng chìm ngày càng đáng sợ. Khoảng 310.000 chuyến bay bị ảnh hưởng bởi nhiễu GPS vào năm 2024, với hầu hết các trường hợp xảy ra ở Nga và Trung Đông. Ví dụ, các chuyến bay dân sự đến Sân bay Tartu của Estonia đã bị đình chỉ trong nhiều tháng vào năm 2024 vì máy bay đang đến gần không thể hạ cánh an toàn do nhiễu GPS.
Tình hình này đã thúc đẩy Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO) của Liên hợp quốc ban hành tuyên bố vào ngày 25 tháng 3 kêu gọi các quốc gia "khẩn cấp tăng cường bảo vệ" các băng tần quan trọng để ngăn chặn sự gián đoạn trong "các dịch vụ hàng không, hàng hải và viễn thông".
Liên quan: Cách thức gây nhiễu tín hiệu vệ tinh GPS của Nga và những gì chúng ta có thể làm về vấn đề này
"Sự can thiệp của dịch vụ vệ tinh dẫn đường vô tuyến có thể ảnh hưởng đến hoạt động của máy bay vượt xa khu vực bị ảnh hưởng trực tiếp, tạo ra các rủi ro an toàn tiềm ẩn trên nhiều vùng bay", Tổng thư ký ICAO Juan Carlos Salazar cho biết trong tuyên bố. "ICAO cam kết hợp tác chặt chẽ với các quốc gia thành viên để thực hiện các biện pháp bảo vệ này thông qua các khuôn khổ và tiêu chuẩn an toàn hàng không hiện hành."
Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) và Tổ chức Hàng hải Quốc tế của Liên hợp quốc (IMO) đã tham gia lời kêu gọi.
Poirer nói với Space.com rằng định vị vệ tinh không phải là dịch vụ duy nhất trên không gian dễ bị gián đoạn. Vào tháng 4 năm 2024, tin tặc Nga đã chiếm quyền điều khiển kênh Walt Disney BabyTV, kênh này được phát sóng trên khắp châu Âu thông qua vệ tinh địa tĩnh của nhà cung cấp dịch vụ truyền thông vệ tinh của Pháp là Eutelsat. Thay vì những bộ phim hoạt hình vui nhộn thường thấy, kênh này bắt đầu phát sóng cảnh diễu binh của quân đội Nga kèm theo nhạc của ca sĩ theo chủ nghĩa dân tộc Nga Oleg Gazmanov. Nhiều kênh truyền hình vệ tinh ở Ukraine cũng bị tấn công.
Kể từ đó, tám quốc gia châu Âu, bao gồm Estonia, Latvia, Lithuania, Ba Lan, Ukraine, Phần Lan và Pháp, đã đệ đơn khiếu nại lên ITU về việc Nga can thiệp vào các hệ thống truyền thông vệ tinh của châu Âu.
Theo Porier, các nhà khai thác vệ tinh sẽ phải nâng cao trò chơi của mình để bảo vệ các dịch vụ của họ, mà trong nhiều năm họ coi là an toàn.
"Các nhà khai thác vệ tinh và đài truyền hình đều sẽ phải tăng cường bảo mật chống lại sự can thiệp điện tử", Porier cho biết. "Vì băng thông rộng internet hiện đang trở nên phổ biến trên máy bay và trên biển, nên sự can thiệp vào liên lạc vệ tinh có khả năng sẽ trở nên phổ biến hơn".
GPS phổ biến khắp mọi nơi
Các dịch vụ do Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) của Hoa Kỳ và các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu khác cung cấp, nói riêng, đã được coi là điều hiển nhiên. Tín hiệu định vị và thời gian chính xác của chúng hỗ trợ nhiều công nghệ hàng ngày hiện nay hơn là chỉ dẫn đường trên Google Maps. Chúng cũng đồng bộ hóa các hoạt động ngân hàng trên toàn thế giới, hướng dẫn các đầu khoan dầu tại các giàn khoan ngoài khơi và hỗ trợ quản lý lưới điện, ví dụ."Thế giới đều dựa trên GPS", Mario Paniccia, CEO của ANELLO Photonics có trụ sở tại California, nói với Space.com. "Nhưng điều gì sẽ xảy ra khi bạn mất nó? Bạn định hướng như thế nào?"
ANELLO Photonics là một trong số nhiều công ty mới nổi lên trong những năm gần đây, cố gắng tìm ra các giải pháp tiết kiệm chi phí và nhanh chóng cho vấn đề lỗ hổng GPS.
Ý tưởng của ANELLO là một hệ thống dẫn đường quán tính dựa trên chip có thể tăng cường cho một đơn vị dẫn đường GPS và tiếp quản khi tín hiệu vệ tinh bị nhiễu hoặc giả mạo (tức là bị kẻ tấn công mạng thay đổi để đánh lừa người dùng.)
"Quân đội đã có những hệ thống này trong một thời gian dài, nhưng chúng rất cao cấp, rất tốn kém và lớn", Paniccia cho biết. "Một hệ thống dẫn đường quán tính cho tàu ngầm quân sự có thể tốn vài triệu đô la và có kích thước bằng bàn làm việc của bạn".
ANELLO đã sản xuất được một hệ thống dẫn đường quán tính đủ chính xác và nhỏ đến mức có thể gắn vừa vào một con chip. Phần mềm của hệ thống sử dụng dữ liệu đầu vào từ tia laser và máy đo gia tốc để tính toán đường đi từ điểm bắt đầu hoặc phát hiện độ lệch so với dữ liệu GPS để cảnh báo về hành vi giả mạo.
Trong các thử nghiệm với phương tiện trên bộ, ANELLO đã đi được một quãng đường dài 60 dặm (100 km), đến đích với sai số chỉ 330 feet (100 mét).
Các bản sao lưu GPS khác dựa vào sóng vô tuyến tần số thấp, chẳng hạn như hệ thống eLoran do Hải quân Hoa Kỳ phát triển hoặc các đội vệ tinh trên quỹ đạo Trái đất thấp cung cấp tín hiệu mạnh hơn so với các hệ thống GNSS truyền thống hoạt động ở độ cao cao hơn nhiều, khoảng 12.000 dặm (20.000 km) so với bề mặt Trái đất. Những nhà đổi mới công nghệ quốc phòng cũng ngày càng bắt đầu trang bị cho máy bay không người lái công nghệ dẫn đường dựa trên AI có thể theo dõi đường đi bằng cách so sánh các điểm mốc được phát hiện trong cảnh quan bên dưới với hình ảnh vệ tinh và bản đồ trên máy bay.
Liên quan: GPS: Mọi thứ bạn cần biết về công nghệ dựa trên không gian giúp chúng ta đi đúng hướng
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Nga cho biết vệ tinh tư nhân có thể trở thành 'mục tiêu hợp pháp' trong thời chiến
— Nga đang gây nhiễu tín hiệu vệ tinh GPS ở Ukraine, Lực lượng Không gian Hoa Kỳ cho biết
— Lực lượng Không gian Hoa Kỳ thử nghiệm chó robot để tuần tra Mũi Canaveral
Gián đoạn liên lạc
Các nhà điều hành vệ tinh viễn thông cũng cần chú ý nhiều hơn đến tính bảo mật của tín hiệu của họ. Các vệ tinh viễn thông của quân đội và chính phủ từ lâu đã được bảo vệ bằng mã hóa và dạng sóng đặc biệt có khả năng chống nhiễu và chặn. Nhưng vụ tấn công BabyTV cho thấy ngay cả các chương trình truyền hình vô hại cũng có nguy cơ bị nhắm mục tiêu."Các nhà điều hành và đài truyền hình có thể sử dụng giám sát phổ tần để phát hiện và định vị nhiễu", Poirer cho biết. "Trong quá trình sản xuất vệ tinh, có thể tích hợp ăng-ten định hướng, ăng-ten mảng pha hoặc các thành phần cứng".
Trong một báo cáo được công bố vào năm ngoái, tổ chức chuyên gia hàng không OPS Group ước tính rằng các sự cố giả mạo GPS ảnh hưởng đến hàng không đã tăng 400% trong ba năm trước, với tới 1.350 chuyến bay bị ảnh hưởng mỗi ngày vào năm 2024 so với mức trung bình hàng ngày là 200 chuyến vào năm 2021. Dữ liệu thống kê về sự gián đoạn dịch vụ vệ tinh ở các các ngành khó tìm, nhưng các chuyên gia dường như đồng ý rằng mọi thứ chắc chắn sẽ trở nên tồi tệ hơn.
Mức độ rủi ro rất cao. Một báo cáo năm 2023 của Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh ước tính rằng sự gián đoạn GNSS kéo dài bảy ngày ảnh hưởng đến đất nước sẽ khiến nền kinh tế của quốc gia này thiệt hại khoảng 7,6 tỷ bảng Anh (khoảng 9,8 tỷ đô la Mỹ theo tỷ giá hối đoái hiện tại), ảnh hưởng đến các ngành bao gồm hàng hải và hàng không, vận tải đường bộ, nông nghiệp, năng lượng và tài chính.
