Współczesna energetyka, telekomunikacja, logistyka i systemy bankowe opierają się na precyzyjnej synchronizacji czasu dostarczanej przez satelity GPS, Galileo, BeiDou i GLONASS. O tym, jak kruche są te fundamenty, rozmawiali eksperci podczas webinaru „Jamming i spoofing GNSS: niewidzialne zagrożenie dla energetyki i infrastruktury krytycznej”, zorganizowanego przez Elproma Electronics. W dyskusji wziął udział prof. dr hab. inż. Mariusz Figurski, Zastępca Dyrektora ds. Naukowych Instytutu Łączności – Państwowego Instytutu Badawczego.
Czas jako fundament infrastruktury krytycznej
Jak podkreślał prof. Figurski, znaczenie dokładnego czasu wykracza daleko poza energetykę. „Czas jest dziś pulsem gospodarki” – mówił, wskazując, że od poprawnej synchronizacji zależą również telekomunikacja, logistyka i systemy bankowe. Odbiorniki GNSS mogą jednocześnie korzystać z sygnałów wielu satelitów, co zapewnia wysoką dokładność i powszechną dostępność.
Systemy nawigacji satelitarnej bazują jednak na bardzo słabych sygnałach docierających z orbity około 20 tys. km nad Ziemią. To sprawia, że są podatne na celowe zakłócenia. Profesor wyróżnił dwa rodzaje zagrożeń: jamming, czyli zagłuszenie sygnału mocniejszym nadajnikiem na tej samej częstotliwości, oraz spoofing – podanie odbiornikowi fałszywego sygnału wyglądającego jak prawidłowy. Porównał jamming do usunięcia drogowskazów, a spoofing do ich podmiany – kierowca jedzie zgodnie ze wskazaniami, nie wiedząc, że prowadzą go w złym kierunku. Manipulacja sygnałem może też przekazywać błędne informacje czasowe.
Badania IŁ-PIB i system RT-GMS
Instytut Łączności – PIB analizuje występowanie zakłóceń, m.in. na północy Polski i w rejonie Morza Bałtyckiego. Opracowano metody analizy widmowej sygnału do wykrywania spoofingu, wykorzystane w systemie RT-GMS, stworzonym wspólnie z Głównym Urzędem Geodezji i Kartografii. System oparty na stacjach referencyjnych obserwuje zakłócenia głównie w północnej i wschodniej Polsce. Instytut uczestniczy też w międzynarodowym projekcie budowy alternatywnego systemu nawigacyjnego dla południowego Bałtyku, bazującego na naziemnych stacjach referencyjnych. Zakładana dokładność kilkudziesięciu metrów ma wystarczyć m.in. dla statków.
Plan B zamiast pozornej redundancji
Prof. Figurski ostrzegał, że kilka serwerów czasu nie gwarantuje niezależności. Przywołał przykład trzech serwerów NTP i PTP, które pozornie zapewniały redundancję, a w rzeczywistości synchronizowały się z tej samej anteny GNSS – jedno zakłócenie mogło więc unieruchomić wszystkie naraz. Potrzebne są rozproszone systemy synchronizacji z niezależnych źródeł, w tym wzorców częstotliwości i czasu.
„Nie powinniśmy eliminować systemów satelitarnych z infrastruktury synchronizacyjnej. Musimy natomiast potrafić rozpoznać moment, w którym sygnał staje się niewiarygodny, i wiedzieć, kiedy przełączyć się na rozwiązanie alternatywne. Po prostu musimy mieć plan B” – tłumaczył prof. Figurski.
Profesor zwracał uwagę na brak praktycznych testów odporności infrastruktury. „Żeby przewidzieć, gdzie znajduje się ta czerwona linia, musimy to ćwiczyć” – mówił, dodając, że wiele scenariuszy rozpatruje się dziś tylko teoretycznie. Zapytany, jak sprawdzić odporność własnych systemów, odpowiedział krótko: „testować”.
Współpraca nauki, operatorów i biznesu
W podsumowaniu prof. Figurski wskazał na potrzebę współpracy operatorów infrastruktury, nauki i biznesu. Operatorzy znają realne problemy, nauka opracowuje rozwiązania, a biznes wdraża je w praktyce. IŁ-PIB stawia na naukę stosowaną – przykładem jest podpisana umowa o współpracy z Elpromą, obejmująca m.in. komponent energetyczny.
Wraz z rozwojem inteligentnych sieci, OZE, magazynów energii i automatyki rośnie znaczenie pewnego źródła czasu. Jak zauważono podczas webinaru, groźniejsza od całkowitej utraty sygnału GNSS może być sytuacja, w której infrastruktura działa, ale korzysta ze zmanipulowanego wzorca czasu. Odporność wymaga zatem niezależnych źródeł synchronizacji, wykrywania jammingu i spoofingu, systemów alternatywnych oraz regularnych testów. Precyzyjna synchronizacja staje się dziś elementem bezpieczeństwa infrastruktury krytycznej, a w szerszej perspektywie – całej gospodarki.
Źródło: Instytut łączności
Fot. gov.pl
