GNSS: Guía del Sistema Mundial de Navegación por Satélite
En este artículo, analizamos el Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GNSS) desde nuestra propia perspectiva objetiva. El objetivo es proporcionarle una sólida comprensión de los fundamentos y de las versátiles aplicaciones del GNSS. También destacamos los retos a los que se enfrenta el GNSS, en particular las interferencias y la suplantación de identidad. Estos intentos de interferencia pueden perjudicar la funcionalidad y la seguridad de los sistemas GNSS. También conocerá cómo abordamos en MOBATIME estos problemas de seguridad y qué soluciones ofrecemos.
¿No tiene tiempo para leer? Aquí tiene un resumen de los hechos más importantes sobre el GNSS
- GNSS significa "Sistema Global de Navegación por Satélite" y es un término que engloba varios sistemas globales de navegación por satélite que se utilizan en todo el mundo para el posicionamiento y la navegación.
- Los sistemas GNSS son fundamentales para muchas tecnologías y servicios modernos, desde la navegación personal, la aviación y la navegación marítima hasta las aplicaciones agrícolas y de topografía geográfica. Proporcionan información precisa sobre localización y temporización que resulta esencial para una amplia gama de industrias.
- Las interferencias perturban la precisión y posiblemente el posicionamiento y/o la medición del tiempo al superponer a la señal GNSS señales de interferencia más fuertes.
- El spoofing consiste en la transmisión de señales falsas que se asemejan a las señales GNSS reales pero que contienen posiciones y/o tiempos falsos.
- En este sitio web puede ver en tiempo real las señales de interferencia de GPS manipuladas en todo el mundo
Contenido
- Definición del GNSS y su papel en la sincronización horaria
- ¿Cuál es la diferencia entre GNSS y GPS?
- Atasco
- Suplantación de identidad
- Manipulación de las señales de interferencia del GPS en todo el mundo en tiempo real
- Las próximas tendencias en el campo de la interferencia y la suplantación del GNSS
- Solución de protección contra los ataques de interferencia y suplantación de identidad
Definición de GNSS
Los sistemas mundiales de navegación por satélite, o GNSS para abreviar, representan una red de satélites especializados en transmitir a la Tierra información precisa sobre la ubicación y la hora. Estos sistemas, que incluyen el GPS estadounidense, el GLONASS ruso, el Galileo europeo y el BeiDou chino, son herramientas fundamentales para las modernas tecnologías de navegación y posicionamiento. Sus aplicaciones son diversas y van desde la orientación cotidiana en los teléfonos inteligentes hasta las complejas mediciones geodésicas y las operaciones militares.
Cada uno de estos sistemas GNSS utiliza una constelación de satélites situados en órbita alrededor de la Tierra. Estos satélites están equipados con relojes atómicos de gran exactitud que les permiten transmitir información horaria con una precisión extraordinaria. Esta información horaria precisa es esencial para calcular la posición, ya que permite determinar con exactitud la distancia entre un satélite y un receptor GNSS en la tierra.
El papel de la sincronización horaria
La sincronización horaria es un aspecto importante del funcionamiento del GNSS. Se basa en el hecho de que el tiempo de transmisión de una señal desde un satélite al receptor se utiliza para determinar la posición exacta del receptor. Para ello, es esencial que los relojes de los satélites y los de los receptores estén sincronizados.
- Cualquier desviación, incluso en el rango de los milisegundos, puede dar lugar a imprecisiones significativas en la determinación de la posición.
- Esta sincronización horaria precisa no sólo es crucial para el posicionamiento, sino que también desempeña un papel clave en otros sectores como las telecomunicaciones, la temporización de redes y las finanzas. En estos ámbitos, una temporización precisa es vital para la sincronización de las transacciones, las transferencias de datos y otros procesos en los que el tiempo es un factor crítico.
- Los sistemas GNSS han evolucionado continuamente a lo largo de los años para proporcionar una precisión y fiabilidad cada vez mayores. En la actualidad son componentes indispensables y desempeñan un papel importante en una amplia gama de aplicaciones.
Diferencia entre GNSS y GPS
La principal diferencia entre el GNSS y el GPS radica en su alcance y versatilidad. El Sistema Mundial de Navegación por Satélite es un término genérico que engloba varios tipos de sistemas basados en satélites para el posicionamiento, la navegación y la temporización (PNT) en todo el mundo. El Sistema de Posicionamiento Global es un sistema específico dentro de esta categoría.
El GPS, conocido originalmente como"NAVSTAR" (Navigation Satellite Timing and Ranging), fue desarrollado en la década de 1970 por el Departamento de Defensa de Estados Unidos con fines militares. Tras el lanzamiento del primer satélite en 1978, la tecnología GPS siguió desarrollándose rápidamente y encontró un uso cada vez mayor en la vida cotidiana, sobre todo después de la desconexión de la disponibilidad selectiva en el año 2000.
Los sistemas GNSS utilizan constelaciones de satélites y se basan en el principio de la trilateración, es decir, los receptores GNSS determinan su propia posición midiendo la distancia a cuatro o más satélites. Estos satélites pueden proceder de diferentes GNSS, ya que los receptores modernos suelen tener capacidad multi-GNSS.
Durante mucho tiempo, el GPS y su homólogo ruso GLONASS fueron los únicos GNSS disponibles. El GPS se convirtió en el GNSS más utilizado debido a su fiabilidad -el GLONASS sufrió el abandono durante mucho tiempo- y sigue siéndolo a día de hoy.
Atasco
La interferencia es un tipo de "ruido blanco" que causa pérdida de precisión y posiblemente pérdida de posicionamiento y/o temporización. Esto significa, que se transmite una señal en la misma frecuencia que la señal GNSS, pero con una potencia significativamente mayor. Este tipo de interferencia puede ser causada por accidente por equipos electrónicos vecinos o por fuentes externas, como radioaficionados en la zona, o por el uso intencionado de dispositivos de interferencia ilegales específicos, que están diseñados específicamente para perturbar las señales GNSS.
Estudio de caso: Sistemas de control del tráfico aeroportuario
Para un control eficaz del tráfico aéreo, la gestión de incidentes, la logística de equipajes, los controles de seguridad, los sistemas de información a los pasajeros y otros procesos, el sistema de control del tráfico de un aeropuerto depende de una información horaria precisa. En nuestro escenario, un intruso utiliza un dispositivo para interferir deliberadamente las señales GNSS en una zona específica. Si un servidor horario se encuentra en la zona perturbada, se sincronizará incorrectamente debido a la información horaria GNSS deteriorada e imprecisa o, en el caso de una fuerte señal de interferencia que bloquee completamente la transmisión, no podrá sincronizarse.
Consecuencias:
- La sobrecarga de la red provoca retrasos en la transmisión de los datos necesarios para la sincronización horaria, lo que significa que los relojes del sistema dejan de estar sincronizados.
- La sincronización horaria imprecisa da lugar a errores de coordinación que repercuten negativamente en las operaciones diarias.
- Los ataques de spam también pueden afectar a los sistemas de seguridad y provocar situaciones peligrosas, por ejemplo si se manipulan los horarios de las cámaras de vigilancia.
- Además, se necesitan recursos considerables para combatir el ataque y normalizar el sistema.
Suplantación de identidad
La suplantación GNSS implica la generación y transmisión deliberada de señales GNSS falsas. Estas señales imitan las señales GNSS reales, pero están diseñadas para ser ligeramente más fuertes y abrumar gradualmente las señales reales recibidas por el dispositivo objetivo. El objetivo es engañar al dispositivo objetivo para que acepte las señales falsas como legítimas, dando como resultado datos de posición o de tiempo falsos.
A diferencia de la interferencia, en la que simplemente se interfieren las señales GNSS, la suplantación es una forma de ataque más sofisticada. Requiere un conocimiento exhaustivo del sistema GNSS y de su estructura de señales. Los suplantadores deben generar señales que no sólo sean similares en estructura a las señales GNSS reales, sino que además estén sincronizadas con precisión para mezclarse perfectamente con ellas. Esta complejidad requiere hardware y software avanzados, así como conocimientos técnicos sobre la tecnología GNSS.
Los riesgos de la falsificación del GNSS son significativos. Pueden engañar a los sistemas de navegación, alterar los sellos de tiempo en las transacciones financieras o interrumpir infraestructuras críticas que dependen de datos precisos de tiempo y localización. Reconocer y mitigar los ataques de suplantación es, por tanto, de gran importancia para la seguridad y la fiabilidad de los sistemas que dependen de los datos GNSS.
¿Está pensando ahora que la suplantación de identidad GNSS es sólo teoría y que no está muy extendida en la práctica? Entonces, ¡siga leyendo!
En un notable incidente que pone en tela de juicio la seguridad de la aviación, 20 aviones se desviaron de su ruta en el espacio aéreo iraní por culpa de señales de GPS falsificadas. Este suceso pone de relieve la importancia de la ciberseguridad y la integridad tecnológica en la aviación. Aún se desconocen la causa exacta y los posibles autores de estas señales de GPS falsificadas. Este incidente plantea importantes cuestiones sobre las medidas de seguridad y las defensas contra este tipo de amenazas. Las autoridades de aviación de todo el mundo están ahora obligadas a revisar y, si es necesario, reforzar sus sistemas para evitar incidentes similares en el futuro.
Manipulación en tiempo real de las señales de interferencia del GPS en todo el mundo
GPSJam.org proporciona mapas actualizados diariamente de las perturbaciones del GPS. Estos atascos se determinan utilizando los datos de precisión del GPS comunicados por las aeronaves. El sitio web permite a los usuarios desarrollar un conocimiento global de las zonas en las que las señales del GPS pueden estar interferidas, lo que puede resultar crítico para la navegación y diversas aplicaciones basadas en el GPS.
El sitio web clasifica las interferencias del GPS en diferentes niveles de intensidad. Aunque los detalles específicos sobre los niveles pueden no estar directamente disponibles en el sitio web, en general puede asumirse que van de "bajo" a "alto" en función de la degradación de la precisión de la señal GPS. Esta categorización ayuda a los usuarios a comprender mejor el alcance de las interferencias en las distintas regiones.
Señales de interferencia actualizadas diariamente
Una de las principales características es el suministro de datos actualizados diariamente. El sitio web se actualiza a diario para ofrecer la información más reciente sobre las interferencias del GPS en todo el mundo. Esto garantiza que los usuarios tengan acceso a los datos más actualizados y relevantes sobre las interferencias del GPS.
Próximas tendencias en interferencia y suplantación de identidad
A medida que el GNSS adquiere mayor importancia en diversos campos, como la navegación y el cronometraje, también lo hace su seguridad. No se trata sólo de una cuestión técnica, sino de un desafío de múltiples capas que las empresas y organizaciones deben abordar en un panorama de amenazas en evolución. El panorama de las amenazas también se está volviendo más complejo. Ya no se trata sólo de la interrupción de la señal; los ataques sofisticados como el spoofing, en el que se envía una señal falsa para engañar al destinatario, son cada vez más comunes. Estos retos no son estáticos; evolucionan a medida que avanza la tecnología y requieren una vigilancia y adaptación constantes.
Solución de protección contra los ataques de interferencia y suplantación de identidad
GIDAS integrado de OHB Soluciones Digitales en los servidores de tiempo DTS 4160 y DTS 4210.timecenter evita el uso de señales GNSS degradadas o manipuladas. Los algoritmos de vanguardia de GIDAS supervisan permanentemente la calidad de las señales recibidas por los servidores de tiempo. En caso de que se detecte un Jamming o un Spoofing-Event el algoritmo emite una alerta inmediata y por lo tanto evita que el timeserver utilice información horaria inexacta o manipulada. OHB inside protege a los usuarios de servidores de tiempo MOBATIME ¡de las vulnerabilidades GNSS!
Si deja su sistema sin protección, abre la puerta a los atacantes. Dado el papel crítico que desempeña el GNSS en diversas áreas, desde la navegación hasta la sincronización horaria, los riesgos de un sistema desprotegido pueden tener consecuencias de gran alcance. Incluso las protecciones básicas pueden actuar como elemento disuasorio, dificultando que los atacantes exploten las vulnerabilidades. El escenario ideal es una estrategia de seguridad GNSS integral que incluya supervisión en tiempo real, actualizaciones periódicas y contramedidas adaptables para adelantarse a las nuevas amenazas.
¿Desea saber más sobre el GNSS? ¿O se pregunta qué medidas debe tomar ahora para estar protegido en el futuro? Entonces póngase en contacto con nosotros, ¡estaremos encantados de asesorarle!
