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Satelliti che orbitano intorno alla Terra e sensori sempre più sofisticati installati in auto, smartphone, PC, smartwatch e tanti altri dispositivi elettronici. Il sistema GPS è diventato una tra le tecnologie più utilizzate al mondo, per i diversi scopi: dai trasporti e la guida autonoma, fino al marketing che geolocalizza le persone e le indirizza verso gli store fisici più vicini.
Ogni giorno centinaia di milioni di utenti si affidano al GPS, che è così utilizzato da essere percepito come infallibile e sicuro.
La realtà però è diversa: i segnali GPS possono essere oscurati e manipolati utilizzando tecniche come il jamming o lo spoofing, con risultati che possono rivelarsi pericolosi. Si pensi al malfunzionamento dei segnali GPS di un aereo in volo con scarsa visibilità, oppure di un’auto a guida autonoma che circola in una città: se il segnale fosse impreciso, potrebbero calcolare male il percorso e, nel migliore dei casi, farci perdere tempo prezioso. Ecco cosa c’è da sapere sul sistema GPS e quali sono le principali minacce per la sicurezza.
Come funziona il sistema GPS
Il sistema GPS, o Global Positioning System, è costituito da una rete di satelliti che orbitano intorno alla Terra e inviano segnali ai ricevitori che sono presenti al suolo. Questo sistema è costituito da tre diversi strumenti, che devono funzionare in accordo tra loro:
- segmento spaziale, costituito ad una costellazione di satelliti che sono disposti su una orbita a un’altezza di circa 20.000 chilometri dalla superficie terrestre e inclinati di 55° rispetto all’equatore, dove ognuno dei satelliti passa in uno stesso punto ogni 24 ore;
- segmento di controllo, composto da cinque centri posizionati a terra in prossimità dell’equatore in tutto il mondo che monitorano le orbite dei satelliti e verificano la presenza di errori nei segnali in arrivo;
- segmento di utilizzo, cioè tutti i ricevitori GPS che sono presenti sul pianeta tra auto, smartphone, navigatori satellitari, smartwatch e tutti i dispositivi elettronici che ne sono equipaggiati.
Il primo sistema di posizionamento globale per la navigazione satellitare è il GNSS, ma esistono altri sistemi GPS basati su diverse reti di satelliti, come Galileo nell’Unione europea, Glonass in Russia e Beidou in Cina.
Sistema GPS: quanto è diffuso
Il sistema GPS nasce come tecnologia militare negli anni Settanta, ma a partire dagli anni Novanta la navigazione satellitare inizia ad avere anche un uso civile. Ad oggi è integrato in ogni aspetto della nostra quotidianità.
Su piccola scala, le persone lo utilizzano ogni giorno, con il navigatore in auto per arrivare fino al luogo di lavoro oppure con lo smartwatch per monitorare allenamenti e spostamenti. Su grande scala, viene impiegato nel settore dei trasporti, principalmente quelli via nave, e soprattutto nei viaggi aerei, fino anche alla registrazione delle transazioni bancarie nel settore della finanza.
Ma anche nel marketing, per aiutare le persone a trovare il negozio più vicino di un determinato brand. La società odierna è quindi quasi dipendente dal GPS e ogni vulnerabilità del sistema rappresenta una seria minaccia per il mondo in cui viviamo.
Sistema GPS: le minacce alla sicurezza
Anche se il sistema GPS viene considerato sicuro, le minacce che rischiano di renderlo inutilizzabile sono diverse e bisogna tenerne conto. Prima di tutto, i satelliti che sono in orbita nello spazio possono essere esposti a collisioni con i detriti spaziali, che possono danneggiarli a tal punto da compromettere tutto il sistema. Altro rischio nello spazio riguarda le tempeste solari, che, emettendo picchi di radiazioni elettromagnetiche, possono causare danni ai circuiti a bordo, arrivando anche a mettere fuori uso il satellite. Oppure, sempre nello spazio, i satelliti potrebbero essere oggetto di attacco deliberato attraverso l’utilizzo di armi militari.
Anche a terra le minacce al sistema GPS non mancano e sono rappresentate soprattutto dai dispositivi militari che possono disturbare i segnali, impedendone la ricezione, e dagli attacchi hacker.
Negli attacchi di jamming, il segnale GPS viene disturbato dalla presenza di altri segnali che fanno da rumore di fondo. Ciò implica che i dispositivi equipaggiati con ricevitori non riescono a ricevere il segnale satellitare, quindi non saranno in grado di determinare la posizione corretta.
Gli attacchi di spoofing invece sono più sofisticati: un falso segnale GPS viene inviato a terra nel tentativo di ingannare i ricevitori, così che segnino la posizione e l’orario sbagliato. Questo tipo di attacco consiste in una vera e propria manipolazione dei rilievi GPS e colpisce soprattutto la tecnologia civile: la gran parte dei ricevitori GPS più comuni non è dotato della tecnologia necessaria a verificare l’autenticità della comunicazione affidandosi semplicemente al segnale più forte che è in grado di ricevere.
Infine, ci sono gli attacchi diReplay, simili a quelli di spoofing, dove però il segnale viene preso da diversi satelliti reali che sono in differenti locazioni e viene ritrasmesso ai ricevitori, alterando la posizione con segnali che però risultano in qualche maniera verificati.
Da tempo i governi si chiedono come rendere il sistema GPS più sicuro e limitare i danni che possono essere provocati da tali minacce.
I rischi di danneggiamenti nello spazio, sia da parte di detriti spaziali che di tempeste solari, sono difficilmente prevedibili e quasi mai riparabili ma, per fortuna, rappresentano anche l’ipotesi più remota di danneggiamento del sistema GPS. Gli attacchi provenienti da terra, invece, preoccupano molto di più.
Quello che si può fare è utilizzare dei sistemi di backup GPS, con tecnologie alternative che si attivino in sostituzione della rete satellitare in caso di problema tecnico o di attacco. Per quanto riguarda gli attacchi hacker, si interviene utilizzando appositi firewall che permettono di proteggere il sistema dalle principali minacce ma, come sempre accade quando si tratta di sicurezza elettronica, è una continua rincorsa tra “guardie” (sistemi di protezione) e “ladri” (sistemi di contraffazione).
