چگونه گروهی از هکرها خود را برای جنگ آینده بر سر زمان و مکان آماده می‌کنند؟

از شبکه‌های برق و سامانه‌های مخابراتی گرفته تا بازارهای بورس، دنیای مدرن بر فناوری‌هایی بنا شده که زمان و مکان را هماهنگ می‌کنند. اما اگر این سامانه‌ها مختل شوند چه اتفاقی می‌افتد؟ این گزارش سراغ افرادی رفته که برای یافتن پاسخ، عمدا در این سیستم‌ها اختلال ایجاد می‌کنند.

هارالد هاوگلین مردی بسیار بلند قد با ریش جوگندمی، عینکی با قاب فلزی نازک و لبخندی شیطنت‌آمیز است. وقتی در سپتامبر ۲۰۲۴ با او دیدار کردم، روی جیب جلیقه شبرنگش که پوشیدن آن اجباری بود، نشانی از یک خرگوش سفید در حال دویدن با یک ساعت دیده می‌شد.

هاوگلین، مهندس ارشد اندازه‌گیری زمان و فرکانس در نهاد ملی اندازه‌گیری نروژ است. او همچنین یکی از «شیفتگان شفق قطبی» است.

«جمرتست» که هر سال با میزبانی مقام‌های نروژی برگزار می‌شود، یک جشنواره هک است که در جزیره‌ای دورافتاده، در ۳۰۰ کیلومتری شمال مدار قطب شمال برگزار می‌شود. هدف آن در عین سادگی، ذهن را به چالش می‌کشد: دستکاری سیگنال‌های ماهواره‌ای برای ایجاد اختلال در خودِ زمان و بررسی این‌که آیا گیرنده‌های مورد استفاده در همه‌چیز، از ساعت‌ها گرفته تا پهپادها، می‌توانند در برابر چنین فشاری مقاومت کنند یا نه.

هسته اصلی این آزمایش فناوری‌ است که بسیاری از زیرساخت‌های دنیای دیجیتال امروز به آن وابسته‌اند: سامانه‌های ناوبری ماهواره‌ای جهانی.

ما معمولا شبکه‌های ماهواره‌ای مانند جی‌پی‌اس را ابزاری برای مسیریابی و ناوبری می‌دانیم. اما این سامانه‌ها کار دیگری نیز انجام می‌دهند که به همان اندازه اهمیت دارد: ارسال زمانِ فوق‌العاده دقیق.

شبکه‌های برق، شبکه‌های مخابراتی، بازارهای بورس، سامانه‌های حمل‌ونقل و بسیاری زیرساخت‌های دیگر، همگی به هماهنگی زمانی‌ای وابسته‌اند که سامانه‌های ناوبری ماهواره‌ای جهانی در اختیارشان می‌گذارند.

اما اهمیت این سامانه‌ها برای زیرساخت‌ها، پاشنه آشیلی نیز ایجاد می‌کند. سیگنال‌های ارسالی ماهواره‌ها ضعیف‌اند و سیگنال‌های قوی‌تر و مخرب می‌توانند بر آن‌ها غلبه کنند یا آن‌ها را بربایند.

از زمان تهاجم تمام‌ عیار روسیه به اوکراین، این‌ گونه اختلال‌ها به‌شدت افزایش یافته‌اند. آشکارترین پیامدها در هوانوردی دیده شده است. در ماه مه امسال، یک هواپیمای نیروی هوایی سلطنتی بریتانیا در نزدیکی مرز روسیه با اختلال جی‌پی‌اس روبه‌رو شد. در سپتامبر ۲۰۲۵ نیز سازمان حمل‌ونقل سوئد اعلام کرد که این اختلال‌ها هر روز رخ می‌دهند.

دولت نروژ اکنون یکی از چند دولتی است که برای جهانی آماده می‌شوند که در آن سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای می‌توانند به نقطه‌ ضعفی راهبردی تبدیل شوند.

پس آیا می‌توان برای مقابله با حمله‌ای به درک ما از زمان و مکان آماده شد؟ برای یافتن پاسخ این پرسش، هر سال ده‌ها مهندس، فیزیکدان و مقام دولتی راهی منطقه مدار قطب شمال می‌شوند.

بزرگ‌ترین آزمون آزاد تاب‌آوری در برابر اخلال ماهواره‌ای در جهان

محل برگزاری «جمرتست» روستای بلیک در جزیره آندویا است؛ جزیره‌ای کوچک و دورافتاده که اغلب برای مطالعه شفق قطبی از آن استفاده می‌شود.

این محل زیبا و خوش‌منظره بیشتر به یک اردوی تابستانی مهندسان شباهت دارد؛ جایی که مناظر باشکوه قطب شمال و بوفه روزانه بخشی از جذابیت آن به شمار می‌رود. با این حال، هدف این گردهمایی کاملا جدی است.

وقتی از جمرتست بازدید کردم، این رویداد تازه سومین سال رسمی خود را می‌گذراند، اما ایده آزمایش گیرنده‌های تجاری سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای برای بررسی واکنش آن‌ها در برابر اختلال شدید، هرچند مصنوعی، تازه نیست.

ارتش آمریکا سال‌هاست در میدان آزمایش موشکی وایت سندز در نیومکزیکو، آزمایش‌هایی برگزار می‌کند تا نشان دهد گیرنده‌ها هنگام دست‌کاری سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای چگونه واکنش نشان می‌دهند. با این حال، این آزمایش‌ها به‌شدت کنترل می‌شوند، از جمله اینکه پس از پایان آن‌ها چه داده‌هایی را می‌توان به اشتراک گذاشت.

نروژی‌ها رویکرد متفاوتی در پیش گرفته‌اند و این رویداد را بر اساس الگوی «هکاتون‌های کلاه‌سفید» محبوب در صنعت فناوری برگزار می‌کنند؛ رویدادهایی که در آنها هکرها برای یافتن نقاط ضعف سامانه‌های امنیت سایبری تلاش می‌کنند تا به بهبود نرم‌افزارها کمک کنند.

نکته مهم این است که این آزمایش‌ها به‌صورت علنی و در معرض دید هر کسی که به آندویا سفر کند انجام می‌شود. شرکت‌کنندگان نیز در آخرین شب برنامه، نتایج آزمایش‌های خود را با دیگر حاضران، از مقام‌های دولتی گرفته تا نمایندگان شرکت‌های تجاری، به اشتراک می‌گذارند.

در چند روزی که در جمرتست حضور داشتم، کنار هاوگلین در ساختمان اجتماعات بلیک، با معماری شبیه کلبه‌های چوبی، می‌نشستم و در حالی که او و همکارانش حملات شبیه‌سازی‌شده را اجرا می‌کردند، مراقب بودم قهوه روی تجهیزات الکترونیکی گران‌ قیمت نریزم. کار آن‌ها شامل فرستادن اطلاعات نادرست به گیرنده‌های موجود در انواع وسایل، از هواپیماها و خودروها تا تجهیزات صنعتی، بود: اطلاعاتی درباره اینکه کجا قرار دارند و اغلب اینکه در چه زمانی هستند.

این‌طور تصور کنید: اگر در زمان حاضر این گزارش را از شهرتان می‌خوانید، دست‌کاری سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای اطلاعات نادرستی به شما می‌دهد که مثلا در لیما در پرو هستید و اکنون سپتامبر ۲۰۱۷ است.

خطرهای اخلال طولانی‌مدت و تدریجی

اختلال در سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای دو نوع اصلی دارد. نخست، «اخلال» است، یعنی غلبه بر سیگنال‌ها به‌ گونه‌ای که دیگر خدمات در دسترس نباشد. دوم، «جعل سیگنال» است، نوعی ربودن امواج رادیویی که در آن زمان و موقعیت مکانی نادرستی به گیرنده ارائه می‌شود.

خطرناک‌ترین حملات به این سامانه‌ها نیز دو نوع‌اند.

نخستین خطر بزرگ، اخلال طولانی‌ مدت است: قطع کامل و مداوم سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای برای مدتی که توان سامانه‌های پشتیبان زمان‌سنجی به پایان برسد و با فرسوده شدن هم‌زمانی دیجیتالی که دنیای مدرن ما را به هم پیوند می‌دهد، پیامدهای زنجیره‌ای فراوانی پدید بیاید.

اینکه شبکه برق، یا هر سامانه دیجیتال مدرن دیگری، چه مدت می‌تواند بدون دسترسی به سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای هم‌زمان باقی بماند، به مقدار پولی بستگی دارد که دولت یا شرکت حاضر است برای نصب تجهیزات فیزیکی هزینه کند، تجهیزاتی که در حالت عادی این سامانه‌های ماهواره‌ای ما را از آن‌ها بی‌نیاز می‌کنند. این تجهیزات عمدتا ترکیبی از ساعت‌های مستقر روی زمین و کابل‌های فیبر نوری برای انتقال زمان با دقت بسیار بالا هستند.

سناریوی دوم و حتی بدتر، حمله‌ای پیچیده و تدریجی برای جعل سیگنال است که شناسایی یا مهار نمی‌شود و در نتیجه هرگز اجازه نمی‌دهد سامانه‌های پشتیبان وارد عمل شوند. این در اصل حمله‌ای غافلگیرانه مبتنی بر زمان‌سنجی است که می‌تواند سامانه‌های دیجیتال را یک‌باره مختل کند.

هر دو نوع از این حملات، سامانه زمان‌بندی جی‌پی‌اس را هدف قرار می‌دهند و هر دو متکی بر پیشرفته‌ترین و پیچیده‌ترین شیوه‌های دستکاری یا اخلال هستند؛ روش‌هایی که می‌توان آنها را با حملات پیچیده سایبری مقایسه کرد.

همین حمله‌ها هستند که هاوگلین و سازمان اندازه‌شناسی، همراه با شرکت‌های متعددی که زمان دقیق را به‌عنوان خدمتی صنعتی ارائه می‌کنند، برای آزمایششان در آندویا گرد هم می‌آیند.

چندین نفر به من گفتند هدف این است که بررسی کنند سامانه‌های عظیم دیجیتال در کوتاه‌ مدت پس از حمله چگونه دوام می‌آورند. برای مثال، دقیقا مشخص کنند شبکه‌های انرژی و تلفن همراه پیش از آنکه مشکلات جدی آغاز شود، چقدر زمان دارند.

چگونه می‌توان مکان و زمان را از واقعیت جدا کرد؟

در بعدازظهر نخست جمر‌فست ۲۰۲۴، دو پرواز آزمایشی انجام شد: یک بالگرد امداد نروژی و یک هواپیمای کوچک که خلبانی از یوروکنترل، نهاد ایمنی هوانوردی اروپا، آن را هدایت می‌کرد.

دیدم که چگونه دست‌کاری سیگنال‌های سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای، اطلاعات نادرست به گیرنده‌های هر دو پرواز می‌فرستاد و مسیرهایی ثبت می‌کرد که با مسیر واقعی پرواز خلبانان مطابقت نداشت.

موقعیت بالگرد در سامانه رهگیری پرواز چنان نشان داده می‌شد که گویی در حال انجام بی‌شمار چرخش درهم‌تنیده و آشفته است؛ شبیه خط‌خطی‌های مضطربانه روی یک صفحه. این‌ها مانورهایی بودند که یک بالگرد در دنیای واقعی نه انجام می‌دهد و نه اساسا قادر به انجامشان است.

کمی بعد، سامانه رهگیری نشان داد هواپیمای آزمایشی یوروکنترل نیز در آسمان مسیرهایی عجیب و شبیه گیره کاغذ ترسیم می‌کند؛ مسیرهایی پر از پیچ‌های تند و نفس‌گیر. اما در واقعیت، این هواپیما فقط در حال انجام چرخش‌های گسترده و روان بر فراز شهر بود.

صبح روز دوم، تماشا کردم که هاوگلین دست به نوع پیشرفته‌تری از ایجاد اختلال زد. طی ۴۰ دقیقه، او و همکارانش به‌تدریج توان تجهیزات فریب‌دهنده را افزایش دادند و سیگنال جعلی را نیرومندتر کردند؛ معادل الکترومغناطیسیِ آنکه سامانه‌ای را آرام‌آرام زیر فشار ببرید، پیش از آنکه متوجه شود مشکلی پیش آمده است.

با افزایش قدرت ارسال آنتن فریبنده، نمایشگری نصب‌شده روی دیوار بالای سرمان، منطقه را در نقشه گوگل نشان می‌داد. نشانه محل حضور ما به‌تدریج و به‌اشتباه به‌سوی دریای نروژ حرکت کرد.

وقتی زمان را «هک» می‌کنیم، چه اتفاقی دیده می‌شود؟

دیدن تاثیر بر ساعت‌ها بدون تجهیزات پیچیده دشوارتر بود. برای ردیابی «انحراف» ناشی از اختلال، یعنی اینکه چگونه می‌توان ساعتی هم‌زمان‌شده با سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای را وادار کرد به‌تدریج از زمان واقعی فاصله بگیرد، لازم بود زمان جی‌پی‌اس با یک زمان مرجعِ بدون اختلال مقایسه شود. این زمان مرجع از طریق کابل‌های فیبر نوری می‌آمد که تا یک گیرنده در آن سوی کوه کشیده شده بودند، جایی که از اختلال در امان بود.

از بالای شانه هاوگلین نگاه می‌کردم که نموداری را نشانم می‌داد؛ نموداری که فاصله گرفتن ساعتِ تحت تاثیر جعل سیگنال از زمان مرجع را بر حسب نانوثانیه ثبت می‌کرد.

همان‌طور که هاوگلین گفت، مسئله این است که معمولاً زمان را امری بدیهی می‌دانیم و قطعاً دوست نداریم آن را یک سلاح تصور کنیم.

آیا می‌توان جلوی هک را گرفت؟

گزینه‌های تازه برای جایگزینی یا تقویت سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای نیز دائماً پیشنهاد می‌شوند یا در حال ساخت هستند.

خرگوش سفید روی لباس هاوگلین را به یاد دارید؟ این نقش، علاوه بر اشاره به شخصیت داستان «ماجراهای آلیس در سرزمین عجایب» لوئیس کارول، نماد «خرگوش سفید» نیز هست. سامانه زمان‌سنجی دقیقی که در سرن در سوئیس توسعه یافته و می‌تواند زمان را با دقتی کمتر از یک نانوثانیه منتقل کند.

این سامانه و دیگر سامانه‌های زمان‌سنجی معمولا وابستگی به ماهواره‌ها را با کابل‌های فیبر نوری و ساعت‌های اتمی مرجع جایگزین می‌کنند. هک کردن آن‌ها نیز بسیار دشوارتر است.

اما تقریبا همه کسانی که با آن‌ها صحبت کردم موافق‌اند که هیچ سامانه جایگزین واحدی وجود ندارد که بتواند تمام خدماتی را که سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای ارائه می‌کنند، تامین کند.

دانا گووارد، یکی از بنیان‌گذاران «بنیاد زمان‌سنجی و ناوبری تاب‌آور» که از سال ۲۰۱۳ برای سیاست‌های محافظت از جی‌پی‌اس فعالیت می‌کند، می‌گوید: «راه‌حل معجزه‌آسایی وجود ندارد، برای همین به ترکیبی از سامانه‌ها نیاز دارید.»

گووارد در سال ۲۰۲۴ به من گفت معتقد است جعل سیگنال فقط بدتر خواهد شد، «ارزان است، آسان است»، و یکی از بزرگ‌ترین خطرها ممکن است از خود دیگر سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای ناشی شود.

در ژوئن ۲۰۲۶، زمانی که گروهی از کارشناسان هشدار دادند ماهواره‌های روسی از بالا سیگنال‌های اخلالگر فرستاده و برای دوره‌هایی کوتاه، سیگنال‌های جی‌پی‌اس را در سراسر اروپا مختل کرده‌اند، این نگرانی‌ها به واقعیت پیوست.

در گذشته، اختلال در سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای به یک منطقه یا ناحیه مرزی محدود بود، چون امواج رادیویی فرستاده‌شده از زمین تنها تا فاصله مشخصی می‌توانند پیش بروند. اکنون که اخلال از بالا نیز انجام می‌شود، هیچ مکان و هیچ چیزی از دسترس آن خارج نخواهد بود.

با توجه به اینکه بخش بزرگی از رویداد جمرتست برای اسکاندیناویایی‌ها به‌طور ضمنی درباره آمادگی در برابر خطر نوعی حمله از سوی روسیه بود، کمی برایم سوال بود که چرا رویداد تا این اندازه علنی برگزار می‌شد. تمهیدات امنیتی و حضور دستگاه اطلاعاتی نروژ چندان به چشم نمی‌آمد.

با این حال، همین علنی بودن نیز بخشی از هدف رویداد است.

از توماس لوین، مهندس ارشد اداره راه‌های نروژ و یکی از برگزارکنندگان جمرتست، پرسیدم: «آیا هدف این است که نشان دهید: "ما مقاوم‌تر شده‌ایم؟ می‌توانیم با این تهدید کنار بیاییم؟"»

او گفت: «بگذارید روسیه دست به کار شود؛ ما از این بابت نگرانی نداریم.»