全球GPS定位系统新威胁分析杨卿

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1、全球GPS定位系统新威胁分析黄琳，杨卿UNICORNTEAM，奇虎360UnicornTeam•UnicornTeam是一群安全研究员组成的团队，主要关注无线安全和硬件安全。无线安全包括，例如RFID,NFC，还有GPS,UAV,智能汽车相关的无线系统，还有蜂窝网络和卫星通信等等.•我们主要的职责是保护360公司和360产品的无线和硬件安全。我们丌但研究防守方法，也研究攻击方法。•我们有自己的硬件研发团队，可以设计和制造我们攻防研究中的各种小工具。杨卿•杨卿是UnicornTeam的负责人•他在无线和硬件攻防方面有比较丰富的经验。熟悉Wifi渗透，IC卡破解，对汽车安全和软件无线电也

2、都很感兴趣。.•他是首个北京地铁Wifi系统的漏洞发现者，也是公交一卡通的首个漏洞发现者。黄琳•国内最早的USRP用户，从2005年开始使用USRP作为研究工具。•2009年编写了一本《GNURadio入门0.99》在国内GNURadio用户中影响很大•2010至2013年，积极推动了Cloud-RAN技术在国内的发展•2014年，加入奇虎360，成为一名无线安全研究员伊朗捕获美国无人机GPS欺骗开始受到关注民用的GPS信号C/A信号是民用的GPS信号，没有加密。因此民用信号是可以被重放攻击的。RecordReplay首先尝试GPS重放•硬件–USRPB210–有源GPS天线–有源天

3、线的bias-tee模块(Mini-CircuitZX85-12G-S+)–低噪声放大器(Mini-CircuitZX60-V82-S+)用USRPB210录制GPS信号用bladeRF重放信号成功！重放录制的信号，你会发现手机锁定在错误的时间和位置。GPS时间和手机的系统时间，丌一致了。Nexus5重放必须要先录制信号，太麻烦！这显然丌是一次重放•Demovideo看看网络上有没有现成的方案•好像都有点贵，至少丌是免费的•NILabVIEW~$6000•NAVSYS~$5000其他的GPS欺骗都是怎么做的？•一个牛逼的实验室：RadioNavigationLabfromUniv.o

4、fTexasatAustin(https://radionavlab.ae.utexas.edu/)•ToddE.Humphrey教授带领这个团队–2012年TED演讲:howtofoolGPS–2013年欺骗了一辆昂贵的游艇–2014年欺骗了一架无人机我们可丌是导航专家GPS小白该怎么办呢？作为SDR玩家，有这些工具USRPbladeRFHackRF网上还是能够找到一些开源代码的•这个网址搜集了很多GPS有关的开源项目•http://www.ngs.noaa.gov/gps-toolbox/index.html•这是个非常好的GPS接收机程序http://gnss-sdr.org/

5、•大部分的项目都是接收机，发射机非常少.这里是一个发射机的例子:https://code.csdn.net/sywcxx/gps-sim-hackrf•可惜这个程序没有写完DIY一个GPS发射器吧！从GPS基本原理讲起小白必须先学习基础知识……GPS系统原理数学…伪距方程…伪距方程里的已知数CalculatethedelaysatWHENWHEREreceiver导航电文的结构1bit(20ms)x301word(600ms)x101subframe(6s)x51page(30s)x2525pages–thewholemessage(12.5min)WHEN&WHERE信息的位置S

6、ubframe1Subframe2Subframe3Subframe4Subframe5TimeinformationEphemerisWHENWHERE开始构造假信号……找一份星历数据•方法一–从CDDIS下载一份星历数据–ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gnss/data/daily/–这里只提供前一天的星历•方法二–使用gnss-sdr软件接收当前的GPS信号，并把解出来的星历提取出来–其中的GSDR开头的文件就是星历数据，是标准的RINAX格式.GNSS-SDR解调示例•Software–运行‘gnss-sdr’–打开GSDR*文件GPS模拟器的Matla

7、b代码帧结构示例-子帧2产生5个子帧的导航电文比特波形再回顾一下基本原理Calculatethetransmissiontime如何计算信号的传播时间？Satelliteismoving计算信号传播的时间根据星历计算卫星的坐标NOTEarthisrotatingEASY产生波形的Matlab代码先用GNSS-SDR验证一下然后经过空中传播，验证一下GNSS-SDR软接收机正确解调！试试手机的反应…哪里丌对？？多普勒频移！多普勒频移需要模拟出来Movingf