الملخص:
في اختبار عام لنظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية، أمضى الباحثون النرويجيون حوالي 40 دقيقة في تعزيز الإشارة المزيفة تدريجيًا، وأخيراً جعلوا نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لطائرة هليكوبتر إنقاذ تحلق بشكل حقيقي "يعتقد" أنها كانت تحلق باتجاه البحر النرويجي. وفي الوقت نفسه، تم التلاعب أيضًا بالمسار الملاحي عبر الأقمار الصناعية لطائرة أخرى صغيرة، مما يدل على أن الطائرة كانت تقوم بانعطاف حاد كان من المستحيل إكماله في الواقع.
لم يكن المقصود من هذه التجربة التسبب في وقوع حادث، بل دراسة ما يمكن أن يحدث للطائرات وغيرها من البنية التحتية الحيوية عندما يتم التشويش على أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية أو انتحالها.
تم إجراء هذا الاختبار خلال حدث Jammertest لعام 2024 في جزيرة أندويا النرويجية. تقع Andøya على بعد حوالي 300 كيلومتر شمال الدائرة القطبية الشمالية. وهو الموقع الذي تجري فيه النرويج اختبارات واسعة النطاق لمكافحة التداخل في الملاحة عبر الأقمار الصناعية كل عام. وسيشارك في هذا النشاط المهندسون والهيئات الحكومية والشركات التي تعتمد على أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية (GNSS) للعثور على نقاط الضعف المحتملة في الأجهزة المختلفة في مواجهة التهديدات الحقيقية من خلال تشويش الإشارات الاصطناعية والانتحال.
خلال اختبار الطيران في ذلك اليوم، حلقت في الجو مروحية إنقاذ نرويجية وطائرة صغيرة يقودها طيار من منظمة سلامة الطيران الأوروبية (يوروكونترول). اتبعت كلتا الطائرتين بالفعل مسارات عادية، لكن معلومات النظام العالمي لسواتل الملاحة التي تلقتها معدات المراقبة الأرضية روت قصة مختلفة تمامًا. يبدو أن المروحية تقوم باستمرار بدورات كثيفة ومتداخلة على شاشة التتبع، وتظهر الطائرة الصغيرة سلسلة من مسارات الطيران الحادة بشكل غير عادي. في الواقع، من المستحيل إكمال هذه الإجراءات بالطريقة الموضحة على الشاشة.
لم يكن سبب هذه الظاهرة هو أن الطائرة غيرت مسارها فعليًا، بل أن الباحثين أرسلوا إشارات مزورة إلى معدات الاستقبال الخاصة بنظام GNSS. يتضمن نظام GNSS أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الأمريكي، ونظام غاليليو الأوروبي، ونظام غلوناس الروسي، ونظام بيدو الصيني. ولا يقتصر دورها على إخبار الجهاز "بمكانك" فحسب، بل أيضًا بتوفير معلومات زمنية دقيقة للغاية.
وهذا أيضًا هو الجانب الأكثر أهمية في اختبار Jammertest. لا يريد الباحثون فقط التحقق مما إذا كان من الممكن خداع تحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، بل يريدون أيضًا فهم تأثير التداخل مع إشارات الملاحة عبر الأقمار الصناعية على البنية التحتية الحديثة التي تعتمد على تزامن الوقت الدقيق.
في الاختبار، استخدم هارالد هوغلين، كبير المهندسين المسؤول عن قياس الوقت والتردد في خدمة المقاييس النرويجية، وفريقه طريقة متزايدة تدريجيًا لخداع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). وبدلاً من تغطية إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) العادية فجأة بإشارة وهمية قوية جدًا، قاموا بزيادة قوة الإشارة المزيفة تدريجيًا على مدار حوالي 40 دقيقة، مما سمح لجهاز الاستقبال بقبول المعلومات الخاطئة تدريجيًا.
مع استمرار نمو الإشارة المزيفة، يبدأ موقع موقع الاختبار على الخريطة في التغير ببطء. تحركت علامة الموقع الموجودة على الشاشة تدريجيًا بعيدًا عن الموقع الحقيقي، لتنتقل في النهاية إلى البحر النرويجي. العملية برمتها بطيئة للغاية، لذلك لا يتعرف الجهاز على الفور على أنه واجه خللًا، ولكنه يقبل تدريجيًا بيانات الموقع الخاطئة.
هذا النوع من "الخداع المزمن" هو على وجه التحديد أكثر خطورة من فقدان إشارة GPS البسيطة. إذا اختفت إشارة GPS فجأة، يتعرف النظام عادةً على عدم توفر بيانات الملاحة ويتحول إلى نظام بديل لتحديد الموقع أو التوقيت. ولكن إذا كان الجهاز المتلقي لا يزال يعتقد أنه يحصل على إشارة قمر صناعي عادية وصالحة، فقد يستمر في استخدام بيانات خاطئة وتمرير هذه المعلومات الخاطئة إلى أنظمة أخرى.
اختبر الباحثون أيضًا الوضع بعد أن تم انتحال توقيت GNSS. ولرؤية كيف تغير الوقت، قاموا بمقارنة ساعة مضطربة متزامنة مع GNSS بساعة مرجعية غير مضطربة متصلة عبر الألياف الضوئية على الجانب الآخر من الجبل. وباستخدام قياسات دقيقة تصل إلى نانو ثانية، تمكنوا من ملاحظة كيف انحرفت ساعة GNSS المزيفة تدريجيًا بعيدًا عن الوقت الحقيقي.
ولهذه المشكلة آثار تتجاوز نطاق الطيران. تتطلب شبكات الاتصالات الحديثة وأنظمة الطاقة وأنظمة النقل والأسواق المالية والعديد من المنشآت الصناعية أجهزة متعددة لمشاركة وقت دقيق للغاية. لقد كان نظام GNSS منذ فترة طويلة مصدرًا مهمًا للإشارة الزمنية الموحدة لهذه الأنظمة.
على سبيل المثال، تحتاج الأجهزة المختلفة في شبكة الطاقة إلى المزامنة الدقيقة، وتحتاج شبكات الاتصالات إلى تنسيق نقل البيانات وفقًا لوقت موحد، وتعتمد الأنظمة المالية على التسجيل الزمني الدقيق للمعاملات. وطالما تم مقاطعة إشارة GNSS مؤقتًا، لا يزال بإمكان بعض الأنظمة الحفاظ على التشغيل بالاعتماد على الساعات المحلية أو الساعات الذرية أو مرافق النسخ الاحتياطي الأخرى، ولكن المدة التي يمكن أن تستمر فيها تعتمد على جودة نظام النسخ الاحتياطي.
يكمن الخطر الحقيقي في أن انتحال GNSS قد لا يؤدي إلى إطلاق إنذار فشل واضح. وعلى عكس "فقدان الإشارة" البسيط، يؤدي هجوم الانتحال إلى استمرار الجهاز في تلقي بيانات القمر الصناعي التي تبدو طبيعية، ولكن تم تعديل هذه البيانات بهدوء بواسطة المهاجم. إذا استمرت بيانات الوقت أو الموقع غير الصحيحة في الانتشار، فقد يؤثر ذلك تدريجيًا على أنظمة متعددة مترابطة ويخلق مشكلة مزامنة أكبر.
في السنوات الأخيرة، زادت أهمية تداخل GNSS بشكل ملحوظ. مع استمرار الصراع بين روسيا وأوكرانيا، زادت حوادث التدخل في الملاحة عبر الأقمار الصناعية بشكل كبير في أجزاء من أوروبا. وفي مايو 2026، واجهت طائرة تابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني تداخلًا في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بالقرب من الحدود الروسية؛ في سبتمبر 2025، ذكرت إدارة إدارة المرور السويدية أن تداخل الملاحة عبر الأقمار الصناعية يحدث كل يوم تقريبًا في المنطقة المحلية. وحذر الخبراء أيضًا من أنه في يونيو 2026، أطلقت الأقمار الصناعية الروسية إشارات تداخل من الفضاء إلى الأرض، مما تسبب في تأثر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في أجزاء من أوروبا مؤقتًا.
تُعد صناعة الطيران الضحية الأكثر وضوحًا لهذه المشكلة. بمجرد حصول الطائرة على معلومات خاطئة عن موقعها، يمكن للطيارين ومراقبي الحركة الجوية ملاحظة الحالات الشاذة بسرعة، ولكن بالنسبة للعديد من البنى التحتية الأخرى، قد لا يظهر التلاعب بإشارات GNSS على الفور كفشل واضح.
الغرض من Jammertest هو العثور على نقاط الضعف هذه مسبقًا. ستقوم الشركات والمؤسسات المشاركة في الاختبار بإحضار معدات تجارية وصناعية فعلية، والخضوع للتدخل الاصطناعي والخداع في بيئة عامة، ومشاركة النتائج مع المشاركين الآخرين بعد الانتهاء من الاختبار. يختلف نموذج الاختبار المفتوح هذا عن التجارب ذات الصلة التي أجراها الجيش الأمريكي، والتي عادة ما تكون تحت رقابة أكثر صرامة ولديها بيانات اختبار عامة أقل.
في مواجهة الاتجاه الطبيعي المتزايد لتداخل الشبكات العالمية لسواتل الملاحة، تعيد النرويج ودول أخرى التفكير في مقدار الأنظمة الزائدة عن الحاجة المطلوبة في البنية التحتية الحيوية. تعد شبكات توقيت الألياف الضوئية والساعات الذرية من الحلول الاحتياطية المهمة. ومن بينها، يمكن لتقنية White Rabbit التي طورها المركز الأوروبي للأبحاث النووية (CERN) توزيع الوقت على الأجهزة المختلفة من خلال شبكات الألياف الضوئية بدقة أقل من 1 نانو ثانية.
ومع ذلك، لا يمكن لهذه التقنيات أن تحل محل GNSS بشكل كامل. توفر أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية خدمات الموقع والملاحة والوقت في وقت واحد، في حين أن شبكات الألياف الضوئية أو الساعات الذرية غالبًا ما لا تحل سوى جزء من المشكلة. ولذلك، يرى الباحثون أن الحل الأكثر واقعية في المستقبل ليس إيجاد تقنية واحدة يمكنها أن تحل محل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بالكامل، بل إنشاء نظام زائد عن الحاجة يتكون من أنظمة متعددة.
إن الخطر الحقيقي الذي أظهرته هذه التجربة لا يتمثل في أن خريطة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على متن طائرة هليكوبتر تعرض أخطاء فجأة، بل في أن البنية الأساسية التي يعتمد عليها المجتمع الحديث قد تقبل تدريجياً معلومات غير صحيحة حتى عندما "يبدو أن كل شيء طبيعي". أمضى باحثون نرويجيون 40 دقيقة في إقناع نظام الملاحة في طائرة هليكوبتر بأنها كانت تحلق باتجاه البحر، مما يثبت أن أحد أكبر الأخطار التي تواجهها أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية قد لا يكون أنها تفقد إشارتها بالكامل، بل أنها تستمر في العمل وتخبر الجميع بالعالم الخطأ.
التعليقات