Технологія перехоплення підводних сигналів ставить під загрозу безпеку зв’язку
Дослідники з Прінстона та MIT розробили метод перехоплення підводних повідомлень з повітря, що руйнує усталені уявлення про безпеку підводної передачі даних. Команда створила пристрій, який використовує радар для розшифровки акустичних сигналів (сонару) через мікроскопічні вібрації, що виникають на поверхні води. За словами вчених, ця технологія також дозволяє приблизно визначати місце розташування підводного передавача.
У своїй науковій роботі, представленій 20 листопада на ACM MobiCom, дослідники описали технологію та запропонували методи захисту від нового виду перехоплення. Систему успішно протестували на озері Карнегі в Прінстоні. Хоча застосування цього методу у відкритому океані значно складніше, вчені вважають, що з подальшими інженерними доопрацюваннями це стане можливим.
Дослідники наголошують, що їхня мета — не лише показати вразливість підводного зв’язку, а й запропонувати ефективні способи захисту.
Як підводний зв’язок стає доступним для прослуховування
До 2018 року передача повідомлень між підводними та повітряними пристроями вважалася технічно неможливою, поки дослідники з MIT не розробили метод комунікації. Однак ця система вимагала попередньої взаємодії між передавачем і приймачем: узгодження частот, швидкості передачі та інших параметрів. Не було зрозуміло, чи можна використати цю технологію для негласного перехоплення повідомлень.
Об’єднавши зусилля з MIT, команда Прінстона розробила метод, який дозволяє розшифровувати підводні сигнали без попередньої інформації про них. Вони довели, що перехоплення можливе навіть із використанням недорогого комерційного дрона та звичайного радара.
Як працює методика перехоплення
Підводні акустичні сигнали передаються у вигляді звукових хвиль. Через різницю щільності води та повітря більшість звукових хвиль просто відбивається від поверхні. Однак у 2018 році вчені з MIT виявили, що ці хвилі залишають мікроскопічні сліди на поверхні води у вигляді вібрацій. Використовуючи радар, встановлений на дроні, вони змогли «прочитати» ці вібрації, розпізнати патерн сигналу та декодувати повідомлення.
Метод команди Прінстона базується на цьому відкритті, але замість того, щоб покладатися на заздалегідь відомі параметри сигналу, вони розробили алгоритми, які самостійно визначають ключові характеристики переданої інформації.
В експерименті в басейні під водою встановили динамік, а над поверхнею літав дрон із радаром, який випускав короткі імпульси. Коли ці імпульси відбивалися від води, система виявляла вібрації та розшифровувала повідомлення. Аналогічні випробування на озері Карнегі довели, що технологія працює навіть в умовах реальних перешкод, таких як вітер і хвилі.
Дослідники встановили, що точність визначення ключових параметрів сигналу, зокрема модуляції, сягає 97,58%.
Чому це небезпечно?
За словами вчених, здатність перехоплювати підводний зв’язок створює значні загрози для безпеки. Технологію можна використати для стеження за передачею даних від підводних датчиків, нафтових платформ і навіть військових субмарин.
«Ця робота показує, що конфіденційна інформація може бути розкрита у спосіб, про який раніше ніхто не підозрював», — зазначив співавтор дослідження Пурія Моллахоссейні.
Як захиститися?
Автори дослідження визначили, що параметри проєктування підводних передавачів безпосередньо впливають на їхню вразливість. Наприклад, деякі типи модуляції легше розпізнати, ніж інші. У своїй роботі вони пропонують рекомендації щодо створення більш захищених систем підводного зв’язку.
«Я сподіваюся, що наші пропозиції будуть використані розробниками підводних передавачів для підвищення їхньої безпеки», — підсумувала головний автор дослідження Ясаман Гасемпур.
В майбутньому команда планує вдосконалити методи захисту від цього виду атак, щоб зробити підводний зв’язок безпечнішим.