Economia mondială a ajuns să fie condusă de GPS. Dacă sistemul cade, lumea nu are niciun plan de rezervă

Duke Buckner își savura micul dejun la hotelul Renaissance din Tel Aviv privind peste portul orașului în ziua în care timpul s-a blocat, scrie Bloomberg. Buckner supraveghează marketingul și dezvoltarea afacerilor pentru Microsemi Corp., un contractor american pentru comunicații și apărare, și primește prin e-mail copii ale rapoartelor de eroare pentru echipamentele sale. Rar îi vine mai mult de unul într-o singură zi; însă, în dimineața zilei de 26 ianuarie 2016, rapoartele au inundat cutia de poștă electronică. Buckner a uitat de micul dejun.

Reclamațiile aveau de-a face cu receptoarele de sincronizare Microsemi pentru sistemul global de poziționare prin satelit, tehnologia omniprezentă de navigație prin satelit construită pentru armata americană, dar care și-a găsit drumul spre toate buzunarele. GPS-ul nu este doar pentru hărți. Este și un fel de ceas uriaș, spațial. Computerele de pe întreg Pământul utilizează sistemul pentru a determina ora cu o precizie de până la a miliarda parte dintr-o secundă. Când există cel mai mic dezacord între acele computere, lucrurile o iau razna.

Receptoarele de sincronizare Microsemi emiteau mesaje de eroare tocmai din cauza unei astfel de discrepanțe. „Când operațiunile se desfășoară normal, aceste aparate nu emit avertismente ani de zile“, spune Buckner. „Astfel că, atunci când unul se blochează de mai multe ori, oamenii nu știu ce să facă.“ În următoarele 11 ore, antenele de telefonie mobilă și-au pierdut conexiunile, poliția americană și stațiile de incendiu au raportat erori de comunicare, semnalele radio ale BBC au fost întrerupte și telescopul care urmărește asteroizi pe orbita Pământului a ieșit din funcțiune.

Cauza principală a fost o eroare în rețeaua GPS. Când Forțele Aeriene din SUA, care operează cei 31 de sateliți, au dezafectat unul mai vechi și au înlăturat valorile acestuia din baza de date, au introdus accidental mici erori în sistem, distorsionând cifrele. Până când mailul lui Buckner a început să primească sesizările, câțiva sateliți au transmis date de timp eronate, rămânând în urmă cu a 13,7 milioana parte dintr-o secundă.

Fiecare satelit poartă mai multe ceasuri atomice care măsoară timpul urmărind cât de des electronii din miezurile lor trec de la o formă de energie la alta. Sateliții transmit apoi aceste date, împreună cu locațiile lor pe orbită, spre Pământ. Aici, receptorul GPS din telefonul mobil sau de pe orice alt gadget se bazează pe consistența acestor calcule ultraprecise pentru a determina unde se află.

Este greu de evaluat cât de dependentă a devenit economia mondială de GPS de când Departamentul Apărării al Statelor Unite a început să ofere publicului, serviciul de localizare în anul 2000. Există 2 miliarde de receptoare GPS în folosință în întreaga lume. Agenția de navigație prin satelit a Europei estimează că numărul va atinge 7 miliarde până în 2022. Pe lângă industria telecomunicațiilor, și băncile, companiile aeriene, companiile de utilități, companiile de cloud computing, de radio și de televiziune au nevoie de date GPS precise pentru timp. La fel și serviciile de urgență, dar și forțele militare. Departamentul pentru Securitate Internă al SUA a desemnat 16 sectoare de infrastructură drept critice. 14 dintre ele depind de GPS.

Câteva alte sisteme de navigație prin satelit sunt în funcțiune sau în curs de implementare: Galileo (operat de Uniunea Europeană), Glonass (Rusia) și BDS (China); însă numai sistemul rus pretinde acoperirea globală.

Cele mai importante servicii, precum și piețele financiare, au sisteme de siguranță – propriile ceasuri atomice sau conexiuni la instrumente mai puțin precise. Însă unele dintre aceste sisteme de rezervă depind de sincronizarea cu sateliții GPS, iar precizia lor ar putea dura doar câteva minute. „GPS-ul este singurul care poate face rău întregii economii moderne“, spune senatorul John Garamendi, un democrat din California care avertizează cu privire la astfel de pericole de ani de zile în calitate de membru al comisiilor parlamentare privind serviciile armate, transportul și infrastructura. „Niciun telefon mobil, niciun bancomat nu va mai funcționa.“

Haosul intermitent de 11 ore care a distrus micul dejun al lui Buckner a fost doar un indiciu a ceea ce este posibil. Aceea a fost o greșeală nevinovată la urma urmei, nu un atac concertat asupra rețelei GPS, însă politicienii americani nu au făcut prea multe pentru a proteja sistemul de atunci.

În afară de Garamendi, una dintre cele mai puternice voci care pledează pentru a acoperi vulnerabilitățile GPS este Dana Goward, care conduce fundația nonprofit Resilient Navigation and Timing. Fondat în 2013, ONG-ul este susținut de contractori din domeniul apărării și de companii asociate.

Fost pilot de elicopter al Pazei de Coastă, Goward nu ezită când este întrebat ce ar însemna un blocaj de amploare a GPS. Este ca atunci când au fost ignorate avertismentele de a consolida ușile cabinelor de pilotaj ale avioanelor înainte de tragediile de pe 11 septembrie, spune el, sau alarmele despre șubredele diguri de protecție din New Orleans înainte de uraganului Katrina: „Oamenii vor muri“.

Baza Forțelor Aeriene Schriever, aflată la câțiva kilometri est de Colorado Springs, găzduiește Escadrila 2 de Operațiuni Spațiale. 2SOPS operează rețeaua GPS dintr-o singură cameră în spatele a două uși cu cod, o gardă armată, bariere care se pot ridica din calea de acces pentru a bloca vehiculele și trei garduri legate cu lanțuri și acoperite cu sârmă ghimpată.

În centrul de operațiuni, într-o zi din iunie, opt militari de aviație în uniformă și doi contractori civili se pregătesc să efectueze un test de rutină care să asigure că sateliții pot comunica. Toți militarii de la aviație au permis de trecere la nivelul secret sau ultrasecret. Fiecărui vizitator i se cercetează trecutul.

Limbajul 2SOPS este, evident, plin de acronime.

„Pre-pass SV15!“, spune operatorul sistemului de sateliți.

„C/L1-8 Pasul 4 ascultă pentru pre-pass“, răspunde șefului misiunii.

„Activ acum, SV 15, șirul CAPE A, SSO 1, vizibilitate la DIEGO, VSOH / NAV / MOD / GBD, fără CIF/TP aplicabile“, spune operatorul de sistem.

2SOPS transmite de obicei un nou mesaj de navigație fiecărui satelit o dată la 24 de ore pentru a se asigura precizia, folosind o rețea de 11 antene amplasate în întreaga lume. Între timp, unitatea monitorizează rețeaua GPS pentru deranjamente și defecte, pe baza semnalelor precise de navigație și de sincronizare trimise de militarii de la aviație sateliților la fiecare 1,5 secunde. Este o muncă repetitivă pe care poți ajunge s-o faci fără să mai gândești, spune colonelul Stephen Toth, care conduce 2SOPS. „Rutina te poate face să lași garda jos“, spune el. „Trebuie acordată o atenție deosebită pentru a nu se întâmpla acest lucru.“

O mulțime de lucruri pot perturba funcționarea sateliților în afară de informațiile dintr-o bază de date. Explozii solare. Deșeuri spațiale. Și, poate, forțe străine ostile. Pentagonul a început să considere chiar sateliții posibile ținte în 2007, când China și-a distrus unul din vechii sateliți meteo folosind o rachetă. Coreea de Nord, Iranul și Rusia au declarat că au dezvoltat armament prin care pot distruge sateliți. Într-un efort de a evita hackingul, 2SOPS a creat funcția de operator pentru apărare cibernetică, iar militarii extind instruirea conexă pentru operatorii de satelit.

În iunie, președintele Trump a surprins, la o întâlnire a Consiliului Național pentru Spațiu, o comisie atât de nouă încât nu are un site web, când și-a anunțat intenția de a crea o Forță Spațială, a șasea divizie a armatei, care să completeze Forțele Aeriene. Ideii i s-a opus secretarul de apărare și s-ar putea lovi de o împotrivire puternică în Congres, care anul trecut a respins tocmai o astfel de propunere. Însă pericolele nu sunt greu de imaginat, iar SUA sunt slab pregătite pentru ele. Deși există protocoale și acorduri internaționale care dictează ce trebuie făcut atunci când un avion de luptă rusesc zboară prea aproape de un avion american peste teritoriul sirian sau de o navă a marinei americane care se află în apele chinezești, nu există un regulament pentru ceea ce se întâmplă când activitatea unui satelit străin pare ostilă.

De partea receptorului, semnalele GPS sunt destul de slabe pentru a fi ecranate de găinațul porumbeilor de pe antenele de telefonie mobilă – sau pentru a fi bruiate de răufăcători folosind aparatură surprinzător de ușor de obținut. Deși sutele de modele de dispozitive de bruiaj sunt ilegale în cele mai multe țări, Agenția Europeană de Navigație prin Satelit a înregistrat aproximativ 50.000 de incidente de bruiaj deliberat în ultimii doi ani, fiind vorba în principal de camioanagii sau șoferi pentru servicii ca Uber care încearcă să ascundă de angajatori unde se află în timpul pauzelor. Se presupune că bruiajul a fost de vină atunci când peste 40 de aeronave au rămas fără semnal GPS în iulie și august 2016, când s-au apropiat de pistele Aeroportului Internațional Ninoy Aquino din Manila. Toate au aterizat în siguranță, piloții profitând de vizibilitatea bună, însă vremea nu este întotdeauna atât de îngăduitoare.

Cea mai perfidă tactică pe teren este spoofingul GPS-ului, adică folosirea unui software malițios pentru a transmite semnale false și a păcăli receptorul unei aeronave să creadă că este într-un loc sau la un moment care n-are nimic de-a face cu realitatea. Astfel de metode „ar funcționa cu siguranță împotriva mașinilor ce folosesc Uber, a mașinilor autonome, a dronelor de livrare ale Amazon“ și a multor altele, spune Todd Humphreys, profesor de inginerie aerospațială la Universitatea din Texas.

În lumea finanțelor, spoofingul subtil ar putea păcăli totul, de la cititorul de carduri de credit dintr-un magazin de proximitate la bursele de valori din New York. „Dacă schimbați semnificativ timpul de referință, toată lumea va observa“, spune Andrew Bach, care obișnuia să supravegheze serviciile de rețea ale NYSE. „Lucrul care-i preocupă pe oameni este dacă nu cumva cineva va da subtil timpul înainte sau înapoi pentru a crea confuzie în operațiunile industriei financiare.“ Chiar dacă majoritatea companiilor importante de pe Wall Street au propriile lor ceasuri atomice ca sisteme alternative la GPS, introducerea de anomalii subtile ar putea perturba algoritmii care conduc lumea tranzacțiilor de înaltă frecvență, declanșând o retragere în masă de pe aceste piețe.

Spoofingul din partea puterilor străine ostile este o preocupare și pentru Pentagon. În timpul unei demonstrații din 2012, ofițeri ai Securității Interne au văzut înmărmuriți cum Humphreys și colegii săi au deturnat o dronă dându-i coordonate GPS false și ghidând-o departe de traiectoria originală. Forțele militare rusești au capacitatea de a deturna dronele de deasupra Siriei și a Mării Negre, spune o persoană familiarizată cu problema.

Forțele Aeriene spun că spoofingul nu este responsabilitatea lor, că misiunea 2SOPS este doar menținerea semnalului din rețeaua GPS și nu se asigură că receptoarele îl pot citi cu precizie. Cu toate acestea, nicio altă agenție guvernamentală nu este responsabilă cu acțiuni de prevenire a spoofingului și bruiajului.

Ține de companii ca Microsemi să dezvolte firewalluri antispoofing și să le actualizeze. Departamentul pentru Securitate Internă declară că oferă asistență și expertiză tehnică operatorilor de infrastructură critică, dar numai la cerere. În mare parte, spun oficialii guvernamentali, este de datoria companiilor să se asigure că au planuri de rezervă.

Acest lucru este nerealist, spune Goward, lobbyist. „Toată lumea cu care am discutat, din toate industriile, consideră că aceasta este responsabilitatea guvernului și niciun sector despre care știm, în afară de serviciile financiare importante, nu este capabil să reziste unei întreruperi semnificative pentru o perioadă mare de timp“, precizează el. Atitudinea corporatistă pare să fie una de distrugere reciprocă sigură, în genul „Nu eu voi fi învinovățit, ci forțele aeriene sau guvernul. Așa că de ce ar trebui să dau bani de la mine?”.

La o oră de condus la nord de baza Forțelor Aeriene, în Waterton, Colorado, se întinde o platformă a Lockheed Martin în funcțiune din 1955, când era suficient de izolată pentru testarea rachetelor. Astăzi, suburbiile Denverului au ajuns până aproape de gardul care înconjoară cele 5.600 de hectare ale platformei. Printre cele 185 de construcții, compania a ridicat recent o sală de curățare de 128 milioane de euro, cu o suprafață de 40.000 de metri pătrați. Înăuntru, după gărzile înarmate, o jumătate de duzină de lucrători echipați cu jachete lungi, protecții de păr și pentru încălțăminte, toate antistatice și antiscame, asamblează următoarea generație de sateliți GPS.

Forțele Aeriene au aprobat lansarea primului satelit GPS 3, iar Lockheed se așteaptă ca încă unul să primească permisiunea în vara aceasta, după terminarea testelor de vid în spatele unei uși cât trei etaje situate chiar lângă camera de curățare. Testele imită condițiile din spațiul cosmic folosind pompe cu aer rece sau cald care produc presiuni scăzute și temperaturi cuprinse între -150 C și 150 C, adică temperaturi cosmice.

Sateliții GPS 3 sunt proiectați să funcționeze 15 ani, cu 25% mai mult decât generația actuală, care și-a depășit cu mult speranța de viață datorită, în parte, administrării atente a combustibilului. De asemenea, GPS-ul 3 oferă un semnal de opt ori mai puternic, ceea ce face mai dificilă blocarea, cu o precizie a locației de trei ori mai mare. Însă noii sateliți nu dispun încă de cele două tehnologii puternice antispoofing de pe piață, ambele fiind straturi suplimentare de securitate esențiale pentru a detecta atacurile și a demonstra că semnalele și mesajele de navigație sunt autentice.

Deși ar ajuta ca guvernul să folosească tehnici de criptare mai bune, ar fi mai sigur să reducă dependența economiei mondiale de GPS, spune Garamendi. El insistă de ani de zile ca guvernul federal să construiască o rețea radio de rezervă, la sol, numită Navigație la distanță îmbunătățită (eLoran); aceasta ar furniza semnale mai puternice decât cele ale sateliților GPS. Congresul estimează că proiectul va costa contribuabilii 200 de milioane de dolari. Coreea de Sud spune că până în 2020 va avea acoperire eLoran.