Leuvense onderzoekers beschermen Europees Galileo GPS-systeem tegen namaak

GPS, kort voor Global Positioning System, is een Amerikaans systeem. GPS is in handen van de Amerikaanse defensie. Het protocol is al aan de oude kant en de meest geavanceerde mogelijkheden van GPS zijn bovendien voorbehouden voor het leger. Europa rolt als antwoord zijn eigen Galileo-constellatie uit. Galileo is een pan-europees civiel systeem dat hetzelfde moet doen als GPS, maar dan onafhankelijk. Sinds 15 december 2016 is Galileo deels operationeel, in 2020 zal de constellatie helemaal klaar zijn.

Veiliger dan GPS

Galileo is niet alleen nauwkeuriger dan GPS, het belooft ook veiliger te zijn. Het basisprincipe voor beide systemen is hetzelfde. Een netwerk van kunstmanen zend een signaal uit dat door jouw gps-ontvanger wordt opgevangen. Aan de hand van de signalen van vier of meer satellieten en het tijdsverschil daartussen kan de ontvanger zijn positie op de aarde bepalen. Locatiebepaling met de hulp van een satelliet is éénrichtingsverkeer: je smartphone of autonavigatie kan alleen luisteren en niets terugsturen. Er is dus geen klassieke verificatie van het signaal mogelijk.

Wie wil kan een GPS-ontvanger misleiden door de signalen van de satellieten luider te emuleren. De ontvanger kan het onderscheid tussen een vals en een echt signaal niet zomaar maken. Wie snode bedoelingen heeft, kan zo in theorie de navigatie van een olietanker in de war brengen, en de koers van het schip aanpassen zonder dat iemand daar erg in heeft. GPS-signalen nabootsen vereist kennis en de nodige hardware, maar het is zeker niet onmogelijk.

Slimme handtekening

Twee onderzoekers van de universiteit van Leuven ontwikkelden een systeem om de authenticiteit van het Galileo-signaal te vrijwaren. Ze kregen het niet gemakkelijk: hun beveiliging mocht slechts enkele bits in beslag nemen. Professor Rijmen en doctoraatstudent Ashur ontwikkelden een elektronische handtekening gebaseerd op de TESLA (Tightly-Secure Efficient Signature)-methode. De beveiliging weeft zo amper 100 bits.

Momenteel wordt het beveiligingssysteem uitgeprobeerd. Als het naar behoren werkt, zullen de eerste Galileo-satellieten er mee uitgerust worden. Tegen 2020 moet het hele netwerk dan beveiligd zijn. Dat wil niet zeggen dat ieder Galileo-compatibel systeem plots immuun is voor valse signalen van hackers. Om van de beveiliging gebruik te maken, heb je een speciaal toestel nodig. In gevallen waar de authenticiteit van het navigatiesignaal van groot belang is, zoals bijvoorbeeld aan boord van schepen, vormt de aanschaf van zo’n gespecialiseerde ontvanger natuurlijk geen obstakel.