Global Positioning System, GPS, on kuten internetkin USA:n puolustusvoimien alullepanema, -vuodesta 1978, mutta levinnyt siviilikäyttöön ja avattu julkiseksi, -koodeja myöten. Molemmissa tapauksissa vihamieliset tiedustelu-organisaatiot, rikolliset ja terroristit näyttävät saaneen uuden työkalun.

Laivojen, lentokoneiden ja jopa kuntohölkkääjien käyttämä paikannuspalvelu GPS on jo niin vakiintunut osa arkeamme, ettemme edes kuvittele että kukaan tahtoisi tietoisesti vahingoittaa paikannussignaalin tarkkuutta. Tämä on kuitenkin mahdollista, ja näin on tehty. GPS-häirintä pääsi viimesi otsikoihin, kun NATO:n Norjan Ruijassa toteuttaman sotaharjoituksen aikana havaittiin Suomen Lapissa GPS-signaalin häiriötä. Syyllisenä pidetään Venäjän armeijan Kuollaan ja Petsamoon tuomaa lauitteistoa, joka olikin tarkoitettu paikannussignaalin häiritsemiseen ja paikannustuloksen vääristämiseen sotatilanteessa. Pojat vähän kokeili, tai sitten haluttiin kuitata joku norjalaisten tai NATO:n tekonen. Emme tiedä, eikä se liity nyt tarkasteltavaan aiheeseen, mutta väärän signaalin lähettäminen on näin todettu mahdolliseksi, ja että sitä tehdään.

GPS-signaali on maatakiertävällä radalla olevan satelliitin lähettämää informaatiota, jonka avulla -useaa satelliittia samanaikaisesti hyödyntäen- ajoneuvossa tms. oleva vastaanotin laskee oman sijantinsa, ja sijainnin muutoksen perusteella myös liikenopeutensa. Vastaanottimen laskin kertoo myös korkeutensa normaalimerenpintaan nähden, millä tiedolla purjehtijat eivät tee mitään, mutta lentäjät sitäkin enemmän.

  • Satelliitti kertoo oman sijantinsa, ja tarkan kellonajan,
  • Vertaamalla usean satelliitin lähettämiä tietoja vastaanotin laskee oman sijaintinsa jopa metriä pienemmällä virheellä. Satelliittien etäisyyden vastaanottimesta kertoo niiden lähettämien signaalin matkaan käyttämä aika.
  • GPS:n palvelujen vapauttaminen kokonaan myös siviililiikenteelle toi julkiseen käyttöön myös satelliitin lähettämän kantoaallon ominaisuuksien hyödyntämisen paikannuksessa. Ennen vuoden 2000 toukokuuta tämä metodi oli vain USA:n sotilaskäytössä.

Otsikkokuvaan upotettu graffiikka esittää jammerin aiheuttamaa häiriötä GPS-informaatiossa. Kuten radioliikennettä häiritsevät jammerit, GPS:n häirintään tehdyt laitteet lähettävät samalla aaltopituudella omaa lähetystään, joka joko peittää kuuluvuuden tai jäljittelee alkuperäistä signaalia antaen vastaanottimelle väärää tietoa. Jäljitelty l. simuloitu signaali peittää satelliitin lähettämän signaalin suuremmalla voimakkasuudellaan, sillä avaruudesta lähetetty radiosignaali on hyvin heikko.

Vuonna 2012 tutkija Todd Humprey teetätti oppilaillaan kokeen, jossa juonessa mukanaolleen huvialuksen, megajahti White Rosen, vastaanottimeen suunnattiin harhautussignaali, ja onnistuttiin kääntämään GPS:n avulla navigoiva alus väärälle kurssille. Koe tehtiin Italian vesillä. Kun merellä liikkuvat alukset käyttävät aina (jos noudattavat merilakia) myös silmämääräiseen havainnointiin ja paperikarttojen seuraamiseen perustuvaa paikannusta, tämä ei ollut vielä niin huolestuttavaa, kuin seuraava Texasissa tehty koe.

Humprey ja toinen tutkija Daniel Sephard testasivat Austinin yliopistossa GPS-harhauttamista miehittämättömään lennokkiin, jonka automaattiohjaus tukeutui lennokin GPS-vastaanottimeen. Koe suoritettiin armeijan harjoitusalueella White Sandissa, ja viranomaisten luvalla, sillä paikannussignaalin häiritseminen on muistettu säätää USA:ssa rangaistavaksi teoksi.

Lennokin operaattori tarkkaili tilannetta näköetäisyydeltä, kun opiskelijaryhmä alkoi käyttää siihen häirintälaitettaan: He onnistuivat harhauttamaan lennokin GPS-vastaanottimelle väärän korkeustiedon. Operaattori vaihtoi tällöin manuaaliselle ohjaukselle, ja suoritti laskeutumisen välttääkseen lennokin hallitsemattoman törmäyksen maahan. Koe toistettiin samoin tuloksin.

Siviili- ja sotilasviranomaiset eivät olleet lainkaan hyvillää testin tuloksesta, sillä GPS-paikannukseen perustuvia toimintoja on nyky-yhteiskunnassa kaikkialla. Mahdollisuus häiritä ja jopa väärentää GPS-signaali -kuten austinilaiset olivat onnistuneet tekemään- on hyvin pelottava visio.

White Rosella tehdyssä kokeessa simulaattori ja häirintälähetin olivat itse aluksella, Austinin kokeessa lennokkia harhautettiin 0,6 km:n etäisyydeltä. Kokeissa siis toimittiin pienillä tehoilla ja sivussa muista liikkujista, sillä tutkijat halusivat olla varmoja, ettei oheisvahinkoja pääse sattumaan. Mahdollisilla kyberterroristeilla ei ole näitä rajoituksia, ja lisäämällä lähetystehoja voidaan vääristeltyä signaalia lähettää kauempaakin. Ainoat rajoittavat tekijät ovat resurssit ja ilmitulon ja viranomaisten liian aikaisen heräämisen vaara. Jokin yksinäinen vähän liikennöity alue maapallolla, vaikkapa Etelä-Atlantti, voisi olla kyberterrori-iskun ensimmäinen tapahtumapaikka?

Suurin osa kaupallisesta merenkulusta liikkuu nykyisin automaattiohjauksella, ja navigaattori-laitteet tottelevat suurimman osan aikaa aluksen GPS:ään ohjelmoitua reittiä. Vain toisia aluksia kohdattaessa ruorivuorossa oleva antaa automaatille manuaalisesti kurssinkorjauksia, joiden jälkeen paltaan taas GPS:n komentoon. GPS-laitteen muistiin ladattu kurssi ei ole poikkeuksellista suomalaisillakaan huviveneiljöilläkään. Inhimillinen merenkulkija siis on läsnä komentosillalla, valvoo tilanteita ja puuttuu asiaan jos huomaa sen aiheelliseksi. White Rosella tehdyssä kokeessa opiskelijat onnistuivat -kaapattuaan simulaattorillaan laivan GPS:n- kääntämään kurssia siltamiehistön huomaamatta, ja palaamaan alkuperäiseen kurssiin, mutta 200m sivussa siitä linjasta, jota miehistö luuli laivan ajavan. Välimerelläkin on paljon paikkoja, jossa moinen virhe tuottaisi tuhon.

Automaatin ohjaama alus korjaa merenkäynnissä jatkuvasti kurssiaan, eliminoiden ohjausliikkeillä aallokon ja tuulen vaikutusta, ja tehden pieniä korjausliikkeitä kaiken aikaa. Tästä syystä White Rosen ruorimies ei huomannut koetta. Tutkijat siis osoittivat, että nykyaikaista tekniikkaa käyttävän hyvinvarustetun aluksen automaattiohjausta pystytään harhauttamaan simuloidulla GPS-signaalilla. Tutkijaryhmä pystyi kätkemään toimintansa laivan ohjauksesta huolehtivilta, aloittamaan ja lopettamaan väärennetyn signaalin syöttämisen ilman että teko tulee huomatuksi. Yksinkertaisempi, jammeri-tyyppinen, häirintä jumiuttaa GPS-vastaanottiminen ja tulee huomatuksi.

Huviveneilijöille myytävät laitekokonaisuudet jäljittelevät isojen laivojen tekniikkaa: Tutka, AIS-transponderi ja vastaanotin, karttaplotteri, kaikuluotain, loki ja automaattiohjauksen hallinta tulevat kaikki omista laitteistaan, mutta ovat osa integroitua järjestelmää, jota veneen kippari seuraa yhdestä ja ainoasta monitoiminäytöstä. Kaupallinen merenkulku on elänyt tätä über-teknologista -vai pitäisikö sanoa digitaalista- aikaa jo vuosikymmeniä, Väärän paikannustiedon soluttaminen integroituun järjestelmään sotkee pahimmillaan aivan kaiken. ARPA-toiminto (Automatic Radar Plotting Aid), jolla pyritään ja pystytäänkin estämään törmäykset avomerellä, havaitsee muut alukset, ja laskee niiden kurssit ja varoittaa yhteentörmäyksen mahdollisuudesta, toimii vain jos järjestelmällä on oikea tieto oman aluksen sijainnista. Kokeeseen osallistuneella White Rosella ei ollut. White Rose oli valittu kokeeseen siksi, että ns. megajahtina siinä on kaikki välineet joita rahalla saa, -siis ne samat kuin supertankkereissa ja risteilyaluksissa.

Mitä sitten merellä liikkuvan aluksen GPS:n harhauttamisella voidaan saada aikaan:

  • Laiva voidaan harhauttaa ajamaan vaarallista kurssia, kuten em. White Rose Humpreyn kokeessa.
  • Väärä tieto sijainnista voi tehdä tyhjiksi yritykset estää uhkaava törmäys toisen aluksen kanssa.
  • Alus lähettää omasta sijainnistaan väärää tietoa eri järjestelmiin.
  • Alus voidaan saada ajamaan paikkaan, jonne sen ei ollut tarkoitus mennä.
  • Jos alus on joutunut vaaraan, auttajat etsivät sitä väärästä paikasta.
  • Aluksen harhauttaminen voi olla osa muuta operaatiota.

Meriliikenteen tärkein paikannusväline GPS on siis haavoittuva. Alussa viittasimme lentoliikenteeseen. Humpreyn ryhmä osoitti kokeessaan Texasissa, että lentolaitteelle onnistuttiin antamaan väärä tieto korkeudesta manipuloimalla sen GPS-paikanninta. Kuten laivoissakin, myös suurissa liikennekoneissa eri apulaitteet on integroitu keskenään tietoa vaihtavaan ja toisiin laitteisiin tukeutuvaan järjestelmään. Mitä kaikkia virhetoimintoja esm. yöllä, myrskyssä ja keskellä valtamerta lentokoneeseen suunnattu simuloitu GPS-signaali voi saada aikaan, sitä on vaikeaa arvioida. di-gold