Barcos fantasma, círculos de cultivos y oro blando: un misterio de GPS en Shanghái

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En una bochornosa noche de verano de julio de 2019, el MV manukai llegaba al puerto de Shanghai, cerca de la desembocadura del río Huangpu. Este ajetreado afluente del Yangtze serpentea a través de la ciudad e incluye el Bund, un área histórica frente al mar y un punto de interés turístico. Shanghái sería la última escala del buque portacontenedores estadounidense en China antes de emprender su largo viaje de regreso a Long Beach, California.

Mientras la tripulación maniobraba con cuidado el barco de 700 pies a través del puerto más activo del mundo, su capitán observaba atentamente sus pantallas de navegación. Según el derecho internacional, todos los barcos comerciales, excepto los más pequeños, tienen que instalar transpondedores del sistema de identificación automática (AIS). Cada pocos segundos, estos dispositivos transmiten su identidad, posición, rumbo y velocidad y muestran datos AIS de otros barcos en el área, lo que ayuda a mantener seguras las vías fluviales abarrotadas. Los datos de posición de esos transpondedores provienen de los satélites GPS.

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De acuerdo con la manukai En las pantallas de , otro barco navegaba por el mismo canal a unos siete nudos (ocho millas por hora). De repente, la otra nave desapareció de la pantalla AIS. Unos minutos más tarde, la pantalla mostró el otro barco de vuelta en el muelle. Luego estuvo en el canal y se movió de nuevo, luego de regreso al muelle, luego desapareció una vez más.

Finalmente, desconcertado, el capitán tomó sus binoculares y escudriñó el muelle. El otro barco había estado parado en el muelle todo el tiempo.

Cuando llegó el momento de la manukai para dirigirse a su propio atracadero, el puente comenzó a hacer eco de múltiples alarmas. Las dos unidades de GPS del barco (llevaba dos por redundancia) habían perdido sus señales y su transpondedor AIS había fallado. Incluso un sistema de socorro de emergencia de última hora que también dependía del GPS no pudo obtener una solución.

Ahora, una nueva investigación y datos nunca antes vistos muestran que la manukai , y miles de otras embarcaciones en Shanghái durante el último año, están siendo víctimas de una nueva y misteriosa arma que es capaz de falsificar los sistemas GPS de una manera nunca antes vista.

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Nadie sabe quién está detrás de esta suplantación de identidad o cuál podría ser su propósito final. Estos barcos podrían ser sujetos de prueba involuntarios para un sofisticado sistema de guerra electrónica o daños colaterales en un conflicto entre delincuentes ambientales y el estado chino que ya se ha cobrado decenas de barcos y vidas. Pero una cosa es segura: hay una guerra electrónica invisible sobre el futuro de la navegación en Shanghái, y el GPS está perdiendo.

El misterio se profundiza

Aunque el manukai finalmente atracó de manera segura, su capitán estaba lo suficientemente preocupado como para presentar un informe más tarde ese día ante el Centro de Navegación de la Guardia Costera de EE. UU., que recopila informes de cortes de GPS Mundial.

Todas las conexiones [de antena] están aseguradas y secas, escribió. No ha habido otros problemas con estas unidades. [Yo] sospecho que se está produciendo una interferencia de la señal GPS en este atracadero.

De hecho, algo mucho más peligroso estaba sucediendo, y el manukai El capitán no lo sabía. Aunque las señales de GPS del barco estadounidense inicialmente parecían haber sido bloqueadas, tanto él como su vecino también habían sido falsificados: su verdadera posición y velocidad fueron reemplazadas por coordenadas falsas transmitidas desde tierra. Esto es serio, como 50% de todas las bajas en el mar están vinculados a errores de navegación que provocan colisiones o encallamientos.

Cuando los navegantes simplemente pierden una señal de GPS, pueden recurrir a cartas en papel, radar y navegación visual. Pero si la señal de GPS de un barco es falsificada, se le informará a su capitán, y a cualquier barco cercano que lo rastree a través de AIS, que el barco está en otro lugar completamente diferente. Tampoco cesaron los ataques una vez que manukai estaba a salvo en su muelle. Varias veces ese día, su sistema AIS informó que estaba a más de tres millas de distancia.

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A medio mundo de distancia de Shanghái, una pista aterrizó en el escritorio de Washington, DC, de un investigador del Centro de Estudios Avanzados de Defensa ( C4ADS ), una organización sin fines de lucro que analiza conflictos globales y problemas de seguridad. El nuevo aviso, de una fuente de la industria naviera, sugería que alguien estaba falsificando señales de GPS en Shanghái.

Esta fue la primera vez que C4ADS había oído hablar de una suplantación de identidad marítima generalizada que no estaba obviamente relacionada con los rusos. Unos meses antes, la organización había publicado un reporte que detallaba cómo Rusia usó la interferencia de GPS en Crimea, el Mar Negro, Siria, Noruega y Finlandia. También contenía evidencia de que un equipo ruso de guerra electrónica móvil había estado interrumpiendo las señales de GPS durante las apariciones públicas del presidente Putin.

Después de recibir la pista, C4ADS analizó los datos de AIS, que compró a una empresa emergente que registra las transmisiones de AIS en todo el mundo. Los analistas notaron que los ataques en realidad habían comenzado el verano anterior, aumentando a medida que pasaban los meses. La interferencia más intensa se registró el mismo día de julio en que el manukai El capitán de 's informó de dificultades, cuando un total de casi 300 barcos tenían sus ubicaciones falsificadas. Si bien la interrupción afectó a los barcos en todo Shanghái, la mayoría de los falsificados eran barcos que navegaban por el río Huangpu.

Y esto fue muy diferente de la piratería que se vio en aguas rusas, donde todos los barcos fueron falsificados en un solo punto. Los datos de Shanghai mostraron barcos saltando cada pocos minutos a diferentes lugares en anillos en la orilla oriental del Huangpu. En una visualización de los datos que abarcan días y semanas, los barcos parecían congregarse en grandes círculos.

Los investigadores de C4ADS nunca antes habían visto patrones circulares como este. ¿Quizás los errores o el malware en los sistemas AIS o GPS de los barcos estaban causando el efecto? Para descartar eso, buscaron datos de otra forma de transporte por completo: la bicicleta.

China tiene tantas bicicletas como el resto del mundo combinado, con casi 10 millones solo en Shanghái. Algunos de los ciclistas de la ciudad usan aplicaciones de acondicionamiento físico para teléfonos inteligentes para realizar un seguimiento de sus recorridos. Uno en particular, Strava, comparte una mapa de calor global de actividades anónimas de los dos años anteriores. Al acercarse a Shanghái, los analistas de C4ADS pudieron ver los mismos círculos misteriosos junto al río brillando en el mapa de calor de Strava. Los ataques de suplantación de identidad afectaban a todos los dispositivos GPS, no solo a los de los barcos.

Era hora de buscar ayuda externa. C4ADS compartió sus hallazgos con Todd Humphreys, director del Laboratorio de Radionavegación de la Universidad de Texas en Austin y una autoridad líder en piratería de GPS. Humphreys examinó los datos, pero cuanto más los miraba, más confuso se sentía. Ser capaz de falsificar varias naves simultáneamente en un círculo es una tecnología extraordinaria. Parece magia, dijo.

En septiembre, Humphreys mostró una visualización de los datos en la conferencia de tecnología de navegación por satélite más grande del mundo, ION GNSS+ en Florida. La gente se quedó boquiabierta cuando les mostré este patrón de suplantación de identidad, dijo. Empezaron a llamarlo círculos de las cosechas.

¿Una escalada peligrosa?

Para entender por qué los expertos están desconcertados, considere cómo funciona el GPS. La Fuerza Aérea de EE. UU. mantiene una constelación de al menos 24 Sistema de Posicionamiento Global satélites que orbitan la Tierra; actualmente hay 31. Cada satélite transmite varios códigos complicados generados a partir de su posición y la hora actual, medida por un reloj atómico de gran precisión a bordo. Cada reloj está sincronizado con precisión con los de los otros 30 satélites.

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Un receptor GPS que detecta señales de un satélite solo puede calcular aproximadamente qué tan lejos está de ese satélite. Agregue señales de un segundo satélite y puede reducir su ubicación considerablemente. Un tercer satélite le permite ubicarse en una determinada latitud y longitud, y un cuarto establece su elevación y la hora precisa. Las señales de más satélites aumentan la precisión.

Si bien los satélites GPS transmiten varias señales diferentes destinadas tanto a uso militar como civil, AIS se basa solo en una de ellas. Estas señales son bastante débiles y pueden ser fácilmente ahogadas, bloqueadas, incluso por un transmisor modesto a nivel del suelo. También pueden ser falsificados por señales que imitan los satélites GPS reales pero codifican datos falsos de tiempo y posición.

En la suplantación de identidad, cada receptor dentro del alcance suele recibir las mismas señales falsas y, por lo tanto, cree que se encuentra en la misma ubicación. Si bien esto es más serio que simplemente bloquear las señales GPS, un capitán alerta sin duda se daría cuenta si todos los barcos en la pantalla de navegación saltaran repentinamente al mismo lugar al mismo tiempo.

Los círculos de las cosechas de Shanghái, que de alguna manera engañan a cada barco con una ubicación falsa diferente, son algo nuevo. Todavía estoy desconcertado por esto, dice Humphreys. No puedo hacer que funcione en las matemáticas. Es un misterio interesante. También es un misterio que plantea la posibilidad de accidentes potencialmente mortales.

Los capitanes y los pilotos se han vuelto muy dependientes del GPS porque históricamente ha sido muy confiable, dice Humphreys. Si dice estar funcionando, confían en él y no lo verifican demasiado.

El 5 de junio de este año, el Ejecutar 5678 , un carguero fluvial, intentó adelantar a una embarcación más pequeña en el Huangpu, a unas cinco millas al sur del Bund. El Correr evitó el pequeño barco pero se estrelló contra el nueva gloria (Nombre chino: Tong Yang Jingrui), un carguero que se dirige al norte.

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El nueva gloria luego perdió el control y viró hacia la orilla del río, dispersión de peatones salir a dar un paseo nocturno. Un pequeño tramo del banco se derrumbó, pero afortunadamente nadie resultó herido.

Si bien no es seguro si sucedió en esta ocasión en particular, los datos de AIS indican que el nueva gloria fue falsificado en Shanghai al menos cinco veces en los seis meses previos a la colisión, incluso menos de dos semanas antes. Los datos también muestran media docena de ataques a otras embarcaciones en la ciudad ese mismo día.

Incluso la policía fluvial de Shanghai, la Administración de Seguridad Marítima de Huangpu (MSA), ha sido objeto de ataques de suplantación de identidad casi a diario. Los datos muestran que una de sus lanchas patrulleras fue falsificada al menos 394 veces en nueve meses.

Oro suave

Una posibilidad es que los círculos de las cosechas sean una escalada en una guerra electrónica latente en Shanghái que ha puesto en riesgo a miles de marineros, pasajeros e incluso al río mismo. Durante años, la MSA ha estado rastreando y confiscando barcos que, si bien no interfieren ni falsifican las señales de GPS, han estado pirateando los transpondedores AIS que ayudan a mantener seguros los ríos y puertos de Shanghái. Estos barcos han estado clonando las identidades AIS de otros barcos para entrar y salir del puerto sin ser molestados por las autoridades.

La razón por la que están haciendo esto tiene que ver con la carga que nueva gloria llevaba cuando encalló: arena común y corriente.

Los constructores chinos lo llaman oro blando. La arena dragada del río Yangtze, que tiene la consistencia y la composición ideales para el cemento, ayudó a impulsar el auge de la construcción en Shanghái en las décadas de 1980 y 1990. Para el cambio de milenio, la extracción imprudente de arena había socavado puentes, destrozado ecosistemas y provocado el colapso de largos tramos de la ribera. En 2000, las autoridades chinas prohibieron por completo la extracción de arena en el Yangtze.

Sin embargo, el comercio continuó ilícitamente y se expandió para incluir el dragado ilegal de arena y grava del estuario del Yangtze y los mares abiertos cerca de Shanghái. De día, estos barcos parecen inocuos. Por la noche bajan cañerías al cauce del río para aspirar miles de toneladas de arena en una sola sesión. Una retención completa puede valer más de $ 85,000. En lo que va de 2019, la policía a lo largo del río Yangtze ha incautado 305 embarcaciones de extracción de arena y más de 100 millones de pies cúbicos de arena, suficiente para llenar más de mil piscinas olímpicas.

El MSA de Shanghai dice que los barcos ilegales de arena y grava causaron 23 naufragios a lo largo del río Yangtze en 2018, lo que representa más de la mitad de todos los accidentes importantes y mató a 53 personas.

Dieta

Al amparo de la oscuridad, AIS puede ser una herramienta útil para un ladrón de arena. Se sabe que los barcos que no están equipados o no tienen licencia para viajar por mar, por ejemplo, clonan los sistemas AIS de los barcos de navegación para evitar ser detectados.

Los ladrones de arena tampoco son los únicos usuarios de la tecnología AIS pirateada. En junio de este año, un petrolero con un sistema AIS clonado embistió una lancha patrullera MSA en Shanghái mientras intentaba evadir la captura. La policía cree que había estado contrabandeando petróleo. Los barcos de este tipo suelen estar impulsados ​​por intereses ilegales, dijo un funcionario de MSA. Una vez descubiertos, lucharán contra las fuerzas del orden e intentarán escapar, lo que representa una gran amenaza para el entorno de la navegación acuática. No toleraremos esos barcos fantasmas.

La pregunta ahora es, ¿estos hacks AIS anteriores están conectados a los nuevos círculos GPS de Shanghái de alguna manera? Un sistema de suplantación de identidad eficaz podría valer millones para los ladrones de arena. Al falsificar sus propios barcos, podrían deslizarse invisiblemente hacia el puerto. O al engañar a otros y crear caos, los contrabandistas tendrían una mejor oportunidad de pasar desapercibidos. Podría ser que la capacidad de generar círculos falsificados sea una escalada en el conocimiento tecnológico de los ladrones de arena.

Por supuesto, podría ser solo una coincidencia que los círculos falsificados estén ocurriendo en un punto caliente para la clonación de AIS. Otra posibilidad es que el propio estado chino esté probando una nueva arma electrónica, quizás para su uso eventual en regiones en disputa del Mar de China Meridional.

Si bien los datos no identifican a los culpables, sí contienen algunas pistas. El centro de los círculos de suplantación de identidad en Huangpu es una fábrica propiedad de Sinopec Shanghai Petrochemical Company, un gran fabricante de productos químicos. Pero no está claro si la actividad está asociada con la instalación o es solo la ubicación a la que se falsifican los barcos.

No creo que sea un actor canalla, dice Humphreys. Puede estar relacionado con alguna capacidad experimental que [las autoridades chinas] están tratando de probar. Pero estoy realmente desconcertado de cómo se está haciendo esto.

Corrección: La fecha en la primera línea ha sido corregida.

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