Quân đội Mỹ âm thầm biến vệ tinh GPS thành trạm phát mã hóa toàn cầu

Một chuyên gia an ninh mạng hàng đầu vừa phát hiện ra rằng quân đội Mỹ đã âm thầm biến hệ thống định vị toàn cầu (GPS) thành một mạng lưới phát tín hiệu mã hóa khổng lồ trong gần hai thập kỷ qua.

Steven Murdoch, giáo sư kỹ thuật an ninh và Trưởng nhóm Nghiên cứu An ninh Thông tin tại Đại học College London (UCL), đã đưa ra bằng chứng chi tiết cho thấy một chuỗi dữ liệu 176-bit trong tín hiệu GPS—được gắn nhãn kỹ thuật là "Subframe 4, Page 17"—thực chất chứa đựng tài liệu mã hóa từ mạng Phân phối qua không trung (OTAD) của Lầu Năm Góc.

Bí mật ẩn trong dữ liệu "ngẫu nhiên"

Murdoch lần đầu tiên nhận thấy chuỗi dữ liệu này hơn một thập kỷ trước khi còn là một sinh viên tốt nghiệp, được giao nhiệm vụ viết bộ giải mã cho dữ liệu GPS thô trong một dự án được Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) tài trợ.

"Tôi nhận thấy có dữ liệu trông ngẫu nhiên này xuất hiện trong khung con," Murdoch nhớ lại. "Dữ liệu ngẫu nhiên thực sự rất hiếm gặp trong tự nhiên. Nếu bạn thấy nó, hoặc là nó được thiết kế cẩn thận để ngẫu nhiên—nhưng tại sao ai đó lại phát dữ liệu ngẫu nhiên?—hoặc đó là dữ liệu được mã hóa."

Từ đầu, ông đã nghi ngờ rằng trường dữ liệu này chứa các bản truyền được mã hóa. Tuy nhiên, phải đến gần đây, khi phân tích kho lưu trữ dữ liệu Hệ thống Vệ tinh Điều hướng Toàn cầu (GNSS) được thu thập từ năm 2007, ông mới có thể kết nối các manh mối lại với nhau.

"Vũ khí smoking gun" của Lầu Năm Góc

Bộ dữ liệu bao gồm hơn 12 triệu quan sát về "Subframe 4, Page 17", mang lại 3.994 thông báo duy nhất. Trong kho dữ liệu này, Murdoch đã xác định được các "lính canh" (sentinels)—các mẫu khóa lặp lại—bao gồm một mẫu xuất hiện vào tháng 2 năm 2010 và được phát sóng liên tục trên hàng chục vệ tinh trong hơn một thập kỷ.

Murdoch phát hiện ra rằng "lính canh" cụ thể này đã được truyền bởi tất cả 31 vệ tinh hoạt động trong vòng vài giờ vào ngày 26 tháng 5 năm 2011. Thời điểm này trùng khớp hoàn hảo với việc triển khai hệ thống OTAD và Hệ thống Tái khóa qua không trung (OTAR) của quân đội Mỹ, dựa trên các tài liệu đã được giải mật.

"Có sự trùng khớp hoàn hảo giữa dòng thời gian trong bài thuyết trình đó và các điểm thay đổi được xác định tự động từ dữ liệu," Murdoch nói. "Đó là bằng chứng xác đáng (smoking gun) khiến tôi nghĩ: Đây chính là mục đích của nó."

Hệ thống phân phối khóa tự động

Các hệ thống tự động hóa này đã thay thế quy trình phân phối thủ công vật liệu khóa mật mã tốn kém và phức tạp. Nhờ đó, các máy thu GPS quân sự trên toàn thế giới có thể được "tái khóa" (thay đổi mã khóa) từ xa thông qua phát sóng vệ tinh thay vì phải thực hiện các thủ tục tại chỗ.

Trong 11 năm tiếp theo, hoạt động tái khóa quy mô lớn này đã bị bỏ qua trong dữ liệu GPS công khai. Tuy nhiên, theo phân tích của Murdoch, vào năm 2022, hệ thống này đã bước sang một giai đoạn mới. Mẫu "lính canh" chủ đạo bắt đầu phai nhạt và được thay thế bằng các định dạng thông báo mới, bao gồm các bản phát sóng mang tiền tố "TEXT" đặc biệt.

Bài học về dữ liệu công khai

Murdoch không chắc chắn điều gì giải thích cho sự chuyển đổi gần đây, mặc dù nó có thể là sự hiện đại hóa cơ sở hạ tầng hoặc việc giới thiệu một giao thức mới. Nhưng đối với ông, điều đáng nói hơn cả là tín hiệu này luôn có sẵn cho bất kỳ ai chịu khó quan sát kỹ hơn.

"Mọi máy thu trên thế giới đều giải mã Subframe 4, Page 17," Murdoch kết luận trong bài viết của mình. "Hầu như không thiết bị nào từng nhìn vào nó. Bài học ở đây là: Có nhiều điều để học hỏi từ các byte dữ liệu đang đến ăng-ten của chúng ta hơn là từ những byte mà chúng ta mong muốn được quy định khác biệt. Dữ liệu là công khai. Tín hiệu luôn ở trên đầu, hai lần một ngày, mỗi ngày."

"Mỗi vệ tinh GPS đều là một trạm phát số," ông khẳng định. "Các máy thu luôn lắng nghe. Chỉ là chúng ta chưa làm vậy."