無硝煙空戰/每日數千航班遭GPS欺騙攻擊 民航安全拉警報

近年隨著俄烏戰爭、以哈衝突等國際與區域衝突增加,使得GPS欺騙攻擊事件的發生愈趨頻繁,對民航飛行安全構成重大威脅。(美聯社)
近年隨著俄烏戰爭、以哈衝突等國際與區域衝突增加,使得GPS欺騙攻擊事件的發生愈趨頻繁,對民航飛行安全構成重大威脅。(美聯社)

全球民航飛行安全正面臨前所未有的挑戰。SkAI Data Services和蘇黎世應用科學大學數據顯示,2024年遭遇GPS欺騙攻擊的民航班機數量激增,全年高達近30萬架。聯合報越洋訪問SkAI Data Services共同創辦人、國際民航組織顧問費格特(Benoit Figuet)時,他特別提到,不只其他國家,去年12月就曾偵測到台灣領空出現GPS攻擊事件,當時有5到6架班機受影響;從地圖上看,干擾訊號出現的位置在台灣海峽,風險除了存在戰亂地區,台灣也須謹慎以對。

GPS欺騙攻擊遽增 俄羅斯、中東、黑海是干擾熱點 製表/蔡佩蓉 圖/聯合報提供
GPS欺騙攻擊遽增 俄羅斯、中東、黑海是干擾熱點 製表/蔡佩蓉 圖/聯合報提供

費格特表示,2024年攻擊激增主要與軍事衝突密切相關,中東地區、黑海、俄羅斯等地是干擾熱點,亞洲則以緬甸與韓半島最為嚴重。GPS干擾雖已存在多年,但如此大規模的GPS欺騙攻擊是更新、且更令人擔憂的現象,比干擾更具危害性。

全球導航衛星系統(GNSS)干擾如何運作 製表/蔡佩蓉 圖/聯合報提供
全球導航衛星系統(GNSS)干擾如何運作 製表/蔡佩蓉 圖/聯合報提供

干擾是讓GPS無法使用,但欺騙會向系統提供錯誤數據,直接破壞系統、影響機師判斷,對飛航安全構成重大威脅。

攻擊位置落在台海 GPS欺騙會混淆機師、執行錯誤操作

2024年遭遇GPS欺騙攻擊的民航班機架次 製表/蔡佩蓉 圖/聯合報提供
2024年遭遇GPS欺騙攻擊的民航班機架次 製表/蔡佩蓉 圖/聯合報提供

GPS欺騙指以偽造的假訊號,包括位置、時間,來蒙蔽全球定位系統,藉此混淆來犯的無人機或導彈。對民航而言,機師可能因此無法正確判讀高度、通訊異常,或偏離路線、誤入危險領空,也可能觸發近地警告系統(GPWS)等關鍵系統的錯誤警報,使飛行員在無實際危險時執行不必要的緊急操作,長期下來恐削弱飛行員對安全系統的信任。

美國航空就曾遇類似情況。去年3月,一架波音客機飛越巴基斯坦上空時,明明位於3萬2000英呎,機艙內卻不斷響起「高度過低」的警告;當時機師知道這是電腦誤判,未受影響,但若類似警報出現在飛行員同時應對其他技術故障或緊急狀況時,恐增加判斷與操作失誤風險,引發更大危機。

費格特指出,去年12月16日,台灣附近偵測到的GPS欺騙攻擊事件,約影響5到6架飛機,但因影響架數還未多到足以辨識、定位干擾信號的來源,目前尚無法確認攻擊來自何處。從SkAI Data Services的即時追蹤地圖上觀察,攻擊訊號發出的位置落在台灣海峽,影響當時正在台海上空航行的班機。

SkAI Data Services和蘇黎世應用科學大學數據顯示,去年12月16日,台灣附近偵測到GPS欺騙攻擊事件,約影響5到6架民航班機。圖/截自GPS欺騙即時追蹤地圖 圖/聯合報提供
SkAI Data Services和蘇黎世應用科學大學數據顯示,去年12月16日,台灣附近偵測到GPS欺騙攻擊事件,約影響5到6架民航班機。圖/截自GPS欺騙即時追蹤地圖 圖/聯合報提供

儘管多數現代客機還有其他設備來確定其位置,包括慣性導航系統(INS)、測距儀(DME)等,但英國網路安全公司Pen Test Partners創辦人蒙羅(Ken Munro)指出,GPS欺騙不會直接導致飛機墜毀,而是帶來一些小混亂,「但當這些混亂一個接著一個,最終可能導致嚴重後果」。

GPS干擾、欺騙 常被中俄用作灰色地帶戰略

除了戰爭因素,國防安全研究院中共政軍與作戰概念研究所助理研究員許智翔指出,GPS干擾和欺騙也是各國常見的灰色攻擊手段,在軍事上有其價值,因許多武器都仰賴定位、導航和授時服務(PNT),中國、俄羅斯就很常用,例如烏克蘭戰爭爆發前,芬蘭和瑞典這兩個親北約的中立國家只要參加北約軍演,俄羅斯就會在斯堪地那維亞地區發動大規模GPS干擾,來表達不滿。

中國也會利用GPS攻擊進行灰色地帶行動。近年來,中國在台灣周邊的軍事活動日益增多,其軍艦被指控對區域內的GPS訊號進行干擾,進而影響民用與軍事航行安全。隨著這類行動愈來愈頻繁,未來台灣在應對中國可能發動的電子戰威脅時,將面臨更大挑戰,若中國在台灣周邊升級衝突,GPS韌性與防禦能力是否足以應對干擾將是一大隱憂。

沒有單一解決方案 航空業須靠三方法應對GPS欺騙攻擊

費格特表示,目前辨識與預警GPS攻擊方法主要有三,其一為透過地面接收站網路監控GPS頻段的頻譜變化,檢測異常訊號;其二,低軌衛星上的接收器能夠偵測GPS干擾,並協助識別其類型與來源;其三為利用自動廣播監測系統(ADS-B)數據,讓飛機本身充當感測器來偵測干擾。

面對GPS訊號脆弱易受攻擊的問題,航空業也正研究多種替代技術,增強型遠距離無線電導航系統(eLORAN)就是其中一種,不過目前還沒有任何單一技術,能完全替代GPS或其他現有的GNSS。

雖沒有單一解決方案能完全防範GPS攻擊,但業界可從多方面提升應對能力。費格特提到,飛行員和機組人員應提高意識和準備,透過監測工具掌握飛行路徑上的GPS攻擊活動,並在計畫航程時納入應對策略。航空電子設備製造商也正開發新技術,以降低GPS欺騙的影響。此外,軍方廣泛使用的可控輻射天線(CRPA)等抗干擾技術,也有望應用於民航,以提高GPS抗干擾能力。

GPS 俄羅斯

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