پریزنتون و MIT کد دریافت سیگنال‌های جاسوسی زیرآبی از هوا را شکستند
پژوهشگرانی از پریزنتون و MIT راهی برای شنود پیام‌های زیرآبی از هوا پیدا کرده‌اند که فرضیات طولانی‌مدت درباره امنیت انتقالات زیرآبی را زیر و رو می‌کند.
این تیم دستگاهی ایجاد کرد که با استفاده از رادار، قادر به شنود سیگنال‌های آکوستیک زیرآبی یا سونار، از طریق رمزگشایی لرزش‌های کوچکی که این سیگنال‌ها بر روی سطح آب ایجاد می‌کنند، است. محققان گفتند که این تکنیک می‌تواند به طور اصولی مکان تقریبی یک فرستنده زیرآبی را نیز شناسایی کند.
نشان‌دادن فناوری جدید شنود
در مقاله‌ای که در تاریخ ۲۰ نوامبر در کنفرانس ACM MobiCom ارائه شد، پژوهشگران جزئیات این فناوری شنود را توضیح دادند و راه‌هایی برای جلوگیری از حملاتی که این فناوری ممکن است موجب شود، پیشنهاد دادند. آنها توانایی خود را در دریاچه کارنگی، یک دریاچه مصنوعی کوچک در پریزنتون نشان دادند. اعمال این فناوری در اقیانوس باز به‌شدت چالش‌برانگیز خواهد بود، اما پژوهشگران گفتند که باور دارند با بهبودهای فنی قابل توجه این امر امکان‌پذیر خواهد بود.
پژوهشگران گفتند که قصد دارند افراد را از نظرپذیری انتقالات زیرآبی آگاه کنند و روش‌هایی برای جلوگیری از شنود ارائه دهند.
یاسمن قاسمی‌پور، استادیار مهندسی برق و کامپیوتر و محقق اصلی این مطالعه، گفت: «امیدوارم که برخی از استراتژی‌های ضدحمله‌ای که پیشنهاد می‌کنیم توسط افرادی که فرستنده‌های آکوستیکی برای ارتباطات زیرآبی طراحی می‌کنند، پذیرفته شود.»
قاسمی‌پور و تیم پریزنتون او با همکاری گروه MIT ابعاد امنیتی این فناوری را بررسی کردند. آنها راهی برای رمزگشایی همان پیام‌ها را بدون هیچ جزئیات فنی توسعه دادند.
پژوهشگران گفتند توانایی دریافت ارتباطات زیرآبی از هوا تهدیدهای امنیتی متعددی ایجاد می‌کند. آنها گفتند که یک رقیب می‌تواند از این فناوری برای شنود اطلاعات حساس انتقال‌یافته توسط حسگرهای نظارت بر آب و هوا ، دکل‌های نفت و گاز و حتی زیردریایی‌ها استفاده کند.
پوریا ملاحسینی، دانشجوی دکتری در پریزنتون و نویسنده همکار مقاله همراه با سید سعد افضل، دانشجوی دکتری در MIT گفت: «این کار نشان می‌دهد که اطلاعات حساس می‌توانند به‌طور غیرمنتظره‌ای افشا شوند.»
نواوری در نظارت زیرآبی با پهپادها و رادارهای تجاری
پژوهشگران از یک پهپاد تجاری مجهز به رادار ارزان‌قیمت برای آزمایش روش نوآورانه خود استفاده کردند. در ابتدا، در محیطی کنترل‌شده مانند یک استخر شنا، آنها یک بلندگو را زیرآب مستقر کردند و پهپاد را در بالای آن به پرواز درآوردند. با وجود اختلال شناگران، صدای رادار پهپاد که به سمت آب هدایت شده بود، الگوی لرزش‌های ناشی از امواج صوتی زیرآبی را ثبت کرد و به سیستم امکان داد تا این سیگنال‌ها را شناسایی و رمزگشایی کند.
آزمون‌های بعدی در یک محیط واقعی و چالش‌برانگیزتر در دریاچه کارنگی در پریزنتون با استفاده از راداری نصب شده روی بوم انجام شد. حتی با وجود اختلالات طبیعی مانند باد و امواج، سیستم به‌طور دقیق پارامترهای ناشناخته مهمی از ارتباط زیرآبی را شناسایی کرد و نوع مدولاسیون را با دقت قابل‌توجهی 97.58 درصد تعیین کرد.
یاسمن قاسمی‌پور اظهار داشت: «ما می‌خواستیم نشان دهیم که این امکان با تجهیزاتی ارزان‌قیمت و ساده امکان‌پذیر است، تصور کنید شخصی با یک رادار پیشرفته‌تر چه کاری می‌تواند انجام دهد.»
پیامدهای طراحی و اقدامات متقابل
حساسیت لینک‌های ارتباطی زیرآبی به چنین نظارتی متناسب با پارامترهای طراحی آنها به‌شدت متفاوت است. برخی از انواع مدولاسیون، به‌عنوان مثال، نسبت به دیگران به‌راحتی رمزگشایی می‌شوند. تیم پژوهشی توصیه‌هایی برای طراحی فرستنده‌هایی ارائه داده است که مقاومت بیشتری در برابر تلاش‌های شنود داشته باشند. قاسمی‌پور قصد داشت این پیشنهادها را برای بهبود حفاظت در برابر چنین آسیب‌پذیری‌ها اصلاح کند.
قبلاً انتقال پیام بین دستگاه‌های زیرآبی و هوایی از لحاظ فنی غیرممکن تلقی می‌شد. اما این ایده در سال 2018 تغییر کرد زمانی که پژوهشگران MIT سیستمی را توسعه دادند که چنین انتقالاتی را تسهیل می‌کرد، با این شرط که طرفین هوایی و زیرآبی باید قبل از تبادل، جزئیات مهمی مثل نرخ داده‌ها و فرکانس‌ها را به اشتراک بگذارند. با این حال، این روش صیدهای غیراصولی را که توسط فرستنده‌های غیرهمکار انجام می‌شود، پاسخ نداد.
امنیت اصلی برای ارتباطات زیرآبی به‌طور سنتی بر مانع فیزیکی حاصل از اختلاف چگالی آب و هوا متکی بود. امواج صوتی که داده‌ها را حمل می‌کنند، به‌طور کلی به‌طور مؤثر نمی‌توانند سطح آب را نفوذ کنند و به‌جای آن بازتاب می‌شوند. کار پیشین تیم MIT کشف کرد که این امواج صوتی لرزش‌ها یا اثر انگشت‌های کوچکی بر روی سطح آب به جا می‌گذارند که می‌توان آنها را توسط یک پهپاد مجهز به رادار خواند.
توانایی دریافت انتقالات زیرآبی از هوا به یک پیشرفت فنی قابل‌توجه تبدیل شده است. همچنین نیاز جدی به پیشرفت اقدامات امنیتی برای حفاظت از شبکه‌های ارتباطی زیرآبی حیاتی را تاکید می‌کند.
