GPS導航，懸了！

呂之品

我們的生活已經離不開GPS（全球衛星定位系統）：汽車、飛機和輪船的導航須臾離不開它;未來的無人駕駛汽車少了它更不堪設想;甚至我們外出旅游，都要時不時掏出手機，通過手機GPS看看自己現在到哪兒了。

但是假如有一天，你開著車，沿著GPS指示的路線開到目的地時，突然發現這里完全不是那個你要去的地方，你會不會嚇出一身冷汗來呢？

一起把人嚇出冷汗的GPS誤導事故

這可不是危言聳聽。事實上，已經有人被嚇出冷汗了。2017年6月22日，美國海事局公布了一起事故的調查報告。報告稱，一艘從俄羅斯新羅西克斯離港的船只，在黑海上航行了一段時間之后，船主發現他的GPS導航系統把它誤導到一個全然陌生的海域。蹊蹺的是，他檢查船上的GPS，卻又發現狀況良好，沒有任何故障。他當即聯系附近的船只，結果發現，至少另有20艘船也出現了與他同樣的情況——大家都被GPS誤導，偏離了正確的航線。

我們知道，正常的GPS導航是這樣工作的：假如你開著車，那么在太空中，至少有4顆以上的全球定位衛星在同時向你車上的GPS接收器發射無線電信號;不過，因為這些衛星分布在太空不同位置，與你的距離各有遠近，所以在你接收到的衛星信號之間，就會有微小的時間差。根據這個時間差，可以精確計算出你此刻的位置，從而實現導航的目的。

我們雖然不敢保證天上的定位衛星絕對不會出錯，但出錯的概率畢竟非常小，因為事關重大，全球有那么多科學家和機構在實時跟蹤監視著呢。而現在，船上的GPS接收器又是正常的，那么只剩下一種可能：有人在搞惡作劇！船上GPS接收器收到的信號并非來自定位衛星，而是某種人為制造的欺騙信號！

一種可讓GPS失靈的新型電子武器

在這起事故發生之前，人們對GPS也并非完全沒有擔憂，但最大的擔憂是，它可能會被大量無意義的信號攻擊后，造成堵塞失靈。這就好比一個網站要是同時點擊的人太多，會造成網頁打不開一樣。但這類攻擊盡管會造成麻煩，卻易于發現：因為GPS接收器一旦收不到信號，就會自動發出警報。

可是，假如有人用虛假信號來欺騙地面的GPS接收器，那它就無法識別了。堵塞僅僅造成接收器不能工作，而假信號卻是堂而皇之的欺騙，后者的性質當然更嚴重。

因為此次事故發生在靠近俄羅斯的黑海海域，所以情報人員分析，這很可能是俄羅斯人所為。他們正在試驗一種可讓GPS失靈的新型電子武器。

這可不是空穴來風。之前已有跡象表明，俄羅斯人已具備這種攻擊能力。在過去的一年里，游戲迷們發現，他們在莫斯科市中心玩需要依賴GPS導航的手機游戲時，曾經出現過異常。尤其在克里姆林宮附近玩一款叫“口袋妖怪”的手機游戲時，他們發現，游戲APP會自動將游戲背景轉移到32英里之外的一個軍用機場。俄羅斯人這樣做可能是出于國防安全的考慮，因為導彈也需要用GPS來導航，而發明出一種可以欺騙和誤導GPS的技術，在戰爭時就可以讓一些要害部門免遭遠程武器的攻擊。現在用來誤導手機游戲，不過是小試牛刀而已。

美國導航系統專家托德·漢費萊斯對GPS的這種危險性已經警告了好多年。2013年，他領導的一個小組曾經演示，一艘裝有最先進GPS導航系統的超級游艇是如何被虛假GPS信號欺騙，偏離航向的。他說，此次黑海事故很像之前他們所做的試驗，只是地理范圍更廣而已。

誤導GPS會變得很容易

其實，最大的擔憂還在后頭呢：未來，發射虛假信號誤導GPS會變得越來越容易！

以前，要想制造一臺可發射虛假信號欺騙GPS的裝置，需要大量的技術和專業知識，你得自己是導航系統專家才行。但現在，一切都變得容易起來。你可以直接從互聯網上花錢下載軟件，然后裝到商家提供的設備上，硬件你可以通過黑市購買。所以，任何一個能力稍強點的黑客都能自己組裝出一臺能誤導GPS的裝置。

這就會給人可乘之機。盡管迄今還沒有聽到關于這方面犯罪的報道，但對于某些人，利用它來誤導無人駕駛汽車或飛機，或者劫持自動駕駛輪船都不是太難的事情。這將是可以被任何人，包括國家和犯罪團伙利用的首個電子武器。敵對國家掌握了這種技術之后，戰時可以讓我們的現代化國防瞬間崩潰。

所以，研究反制措施迫在眉睫。最好的設想當然是，教GPS接收器能夠識別信號的真偽。但這項研究已經開展十多年了，一直沒有大的進展：識別信號真偽不是那么容易的事。

萬一形勢嚴峻，我們或許會不得不做另一項選擇：放棄GPS，回到GPS發明之前所使用的無線電導航系統——“勞蘭”。“勞蘭”是二戰期間盟軍方面發明的。這套系統需要在全球幾大洲布置一些大而復雜的天線陣列，這是有點麻煩的，因為維護這些天線陣列，代價不菲;但優勢是，假信號相對容易探測并鎖定其來源。這套系統是在2011年關閉的，但很多人一直呼吁不要關閉，而是把它升級換代，以備急用。如果將來GPS的可靠性越來越差，或許我們真的只好用升級版的“勞蘭”替代它了。

（選自2018年第11期《科學之謎》，本刊有改動）