Сообщение со спутника на землю передается в виде бинарного кода
Обновлено: 18.05.2024
Развитие современных компьютерных технологий поражает. Устройства становятся меньше, а вычислительные способности удваиваются, чуть ли не каждый год! Уже ни кого не удивить высокоскоростным доступом ADSL, беспроводным Wi-Fi и тем более GRPS и его продолжением - EDGE. На рядового пользователя трудится даже космическая отрасль. Вывод спутников на орбиту - колоссальные затраты, а все ради того, что бы мы могли наслаждаться спутниковым телевидением и спутниковым Интернетом. Скорость и дешевизна, зачастую являются главным критерием при выборе подключения к Интернет. Спутниковый доступ к сети - самый оптимальный вариант, но и самый ненадежный - в плане безопасности.
Внимание! Цель данной статьи - рассмотреть возможность перехвата информации в спутниковых сетях и варианты защиты. Автор не несет ответственности за возможное применение полученной информации из статьи в противозаконных целях. Данная технология описана для общего развития, но ни как руководство к действию.
Атака
Для начала давайте разберемся, каким образом информация передается по спутниковым каналам связи. Система основана на том, что клиентский компьютер по наземным каналам связи передает запрос в дата центр на получение какой либо информации из Интернета. В датацентре запрос обрабатывается и он загружает все по тем же наземным каналам связи информацию, которую запросил клиент. Далее из датацентра информация идет на транспондер, в задачи которого входит передать информацию на спутник. Вот тут и открывается истина - задача спутника сродни задаче зеркала - просто отражать полученный сигнал - т. е. все, что приходит от транспондера спутник просто отправляет опять на землю, но уже не в виде узкого
пучка, как лазер, а более расширено - как свет от фонарного столба, чем он выше - тем больше снизу световое пятно.
Что же у нас получается - спутник рассеял нашу информацию по огромной поверхности нашей планеты, как же мы ее получим?
Здесь в роль вступает DVB карточка и тарелка. Так как сигнал со спутника приходит к нам уже с довольно низким потенциалом - его необходимо усилить. Для этого нам и нужна тарелка, и чем она больше - тем лучший сигнал мы получим. Тарелка всего лишь отражает сигнал на конвертер, который уже и является непосредственно самим приемником сигнала. Но сигнал недостаточно просто принять - его надо отфильтровать. Ведь в один момент времени в сигнале может находиться информация, которую запросили, например, 100 человек. DVB карта фильтрует сигнал, полученный конвертером, и оставляет нам только то, что запросили мы и отсекает то, что запросил сосед. Как видно из всей этой цепочки - самый
уязвимый элемент системы состоит в том, что данные разделяются на клиентской стороне. Вот этим мы и воспользуемся.
Что нам надо сделать для получения сторонней информации? Правильно - сделать так чтоб наша DVB карточка, фильтровала чуть-чуть не так, как задумал производитель. Фильтрация происходит по нескольким параметрам - по MAC-адресу DVB карточки или же по IP-адресу. Настройка фильтрации производится в сопутствующей программе для спутникового Интернета, например – DVBData из комплекта TTBudget-1401.
Как было уже сказано выше, непосредственно фильтрацию производит не сама карточка, а ее софт - тот самый, который мы запускаем при подключении к Интернету используя спутник. И именно его, мигающего нам зеленым цветом в трее при хорошем сигнале, мы и будем эксплуатировать (на примере DVBData от TTBudget - 1401).
После непродолжительного изучения работы и алгоритма DVBData.exe, была найдена возможность (простой заменой некоторых строк в исполняемом файле) заставить фильтр работать на нас. По умолчанию DVBData.exe не фильтрует так называемые multicast пакеты, которые рассылает провайдер спутникового Интернета. В multicast пакетах может быть и техническая информация, а может быть и программа передач. Но не столь важно, что может быть в этих multicast – главное, что фильтруются они по MAC-адресам, которые жестко прописаны в DVBData.exe. И если в самой программе изменить эти адреса – то мы заставим DVB карточку пропускать через себя абсолютно любые пакеты с произвольным MAC-адресом,
вместо multicast.
Для этого откроем в любимом HEX редакторе DVBData.exe и поменяем все 10 адресов по смещению 72168h вида 01005E000008 на мак адрес карточки, информацию с которой нам надо получить. После изменения адресов сохраняем наш измененный файл под именем DVBData2.exe и копируем его в тот же каталог, что и оригинал.
Но что с того, что к нам приходят посторонние пакеты - мы то от этого ничего кроме загрузки процессора не получаем. Нам надо весь приходящий трафик куда-то сохранять и анализировать. Для этой цели прекрасно подходит сетевой анализатор Ethereal. В его задачи будет входить сохранение всех полученных пакетов в файл и дальнейший их анализ.
Итак, после установки запускаем наш анализатор. И активируем захват сетевого интерфейса нашей DVB карточки в меню Capture. Далее запускаем наш модифицированный DVBData2.exe. И вот они побежали - наши мегабайты информации. Стоит, пожалуй, еще напомнить, что при запуске DVBData2.exe нам нужно будет еще указать PID – это номера потоков. Их можно узнать на сайте провайдера или просто вписать все активные пиды, которые предоставит нам программа PidScanner. После непродолжительной работы всего нашего спец-софта захват можно прекратить и сохранить к себе на диск весь поток информации, который мы заполучили.
Теперь осталось в том же самом Ethereal открыть наш сохраненный поток данных. И уже не спеша, попивая чай или кофе, брать ту информацию, ради которой мы не пожалели потратить столько времени на настройку тарелки, ремонт ПО спутниковой карточки, установку Ethereal и, конечно же, на прочтение этой статьи.
Защита
Единственный способ защитится от прослушивания во время использования спутникового Интернета - шифрование всего трафика криптостойким алгоритмом. Никогда не используйте спутниковый Интернет для получения личной и особо ценной информации.
Различные вопросы и решения, которые могли возникнуть.
Вопрос: что можно перехватить таким методом?
Ответ: абсолютно весь входящий трафик. Т.е и Интернет странички, и почту, и аську, и все остальное.
Вопрос: как узнать мак адрес посторонней DVB карточки?
Ответ: для этого есть несколько способов. Первый и самый простой - просто спросить его у нашего коллеги. Если просто спросить нельзя - можно воспользоваться СИ. Ну а самый шпионский вариант – это использование спутниковых программ-граберов, например manna.
Вы когда-нибудь задумывались, как астрономы принимают снимки, отправленные на землю космическими станциями, которые бороздят просторы Вселенной на расстоянии в миллионы или даже миллиарды (Вояджеры) километров от нашего дома? Давайте разберем это на примере аппарата OSIRIS-REx.
По мере приближения к объекту, аппарат будет фотографировать астероид и передавать на Землю снимки, выполненные камерами OCAMS, которые разрабатывались инженерами NASA в стенах Аризонского университета. OCAMS — это блок камер, состоящий из трех приборов: PolyCam (предназначена для съемки с далекого расстояния), MapCam (будет снимать выбранный район сбора проб в высоком разрешении) и SamCam (будет снимать процесс забора проб).
Прежде чем мы увидим на экранах своих компьютеров или телефонов фотографии, присланные OSIRIS-REx, ученым необходимо будет выполнить три важных шага: осуществить сам процесс съемки Bennu, передать информацию с зонда на Землю и принять данные с последующим получением изображений.
Шаг №1 — съемка астероида
Съемка — это работа, требующая синхронных действий между OCAMS и компьютерной системой космического аппарата. Солнечный свет, отражаясь от поверхности астероида, проходит через специальный объектив камер OCAMS, потом через встроенный фильтр, а затем “падает” на электронный чип, называемый прибором с зарядовой связью, или CCD-матрицей.
Поверхность CCD-матрицы OCAMS разделена на 1024 параллельные линии, каждая из которых дополнительно “разбита” на 1024 светочувствительных элемента, таким образом размер матрицы составляет 1024 на 1024, или 1 048 576 пикселей (пиксели формируют объекты, изображенные на снимке). Получается, что OCAMS имеет разрешение чуть больше 1-го мегапикселя (в 1 мегапикселе — 1 000 000 пикселей).
Каждый пиксель может передавать только один цвет, это может быть как сам цвет, так и яркость или вообще прозрачность. Цвет каждого пикселя кодируется электронной камерой в бинарный код, который обозначается цифрами 0 и 1 (составленное двоичное число называют битами), а затем этот код передается на центральный компьютер космического корабля. Компьютер ставит его в очередь, чтобы при первой удобной возможности (во время специального “окна”) передать на Землю.
Шаг №2 — передача изображения на Землю
При помощи технических систем, представляющих собой “канал передачи данных”, на Землю передается битовый поток информации в виде сигнала. Вначале информацию принимает ретранслятор для связи в глубоком космосе Small Deep Space Transponders, установленный на некоторых космических зондах, расположенных вблизи нашей планеты, затем ретранслятор перенаправляет данные на 100-ваттный усилитель Travelling Wave Tube Amplifiers, который используется для усиления радиочастотных (RF) сигналов в микроволновом диапазоне и в несколько раз усиливает мощность сигнала для последующей его передачи одной из трех бортовых антенн.
Скорость передачи данных на Землю зависит от того, какую именно из трех антенн применяют ученые для связи с нашей планетой. Самые высокие скорости получаются, когда специалисты используют для приема и последующей передачи сигнала 2-х метровую высокочастотную антенну High-Gain Antenna (HGA). Также они могут использовать антенну средней мощности Medium Gain Antenna (MGA) и низкочастотную Low Gain Antenna (LGA). Антенна HGA обеспечивает максимальную скорость передачи данных на Землю (914 килобит в секунду), LGA имеет довольно слабую мощность, а скорость передачи оставляет желать лучшего. Из-за этого она в основном используется для приема информации, а не для ее передачи. MGA представляет собой нечто вроде “золотой середины” — она обеспечивает умеренную скорость передачи потока данных.
Шаг №3 — получение данных
Сигнал на Земле принимает одна из антенн NASA Deep Space Network. После чего ученые “собирают” код на компьютерах и получают изображение.
Deep Space Network (DSN) — международная сеть радиотелескопов и средств связи, используемых для радиоастрономического исследования Солнечной системы и Вселенной, для управления межпланетными космическими аппаратами и приема космических сигналов. DSN представляет собой антенную систему дальней космической связи, состоящую из трех комплексов, расположенных в разных точках земного шара, которые удалены друг от друга примерно на 120 градусов долготы:
1) Комплекс дальней космической связи Голдстоун. Находится в пустыне Мохаве в южной Калифорнии, США, в 60 км к северу от Барстоу.
2) Мадридский комплекс глубокой космической связи. Расположен в 60 км к западу от Мадрида в в Робледо-де-Чавела.
3) Комплекс дальней космической связи в Канберре. Его можно найти в 40 километрах к юго-западу от Канберры, в долине реки Меррамбиджи на краю заповедника Тидбинбилла.
Такое стратегическое размещение позволяет постоянно наблюдать за космическими аппаратами по мере вращения Земли (частично перекрывать зоны действия друг друга). В поле зрения основных антенн DSN могут попадать зонды либо спутники-ретрансляторы сигналов, находящиеся на расстоянии до 55 миллионов км от поверхности Земли.
В каждом из трех комплексов имеется по одной антенне с диаметром зеркал 70 метров, по несколько антенн с диаметром зеркал 34 метра, антенны с диаметром зеркал 26 метров, а также по паре ультрачувствительных приемников и мощных передатчиков. Основную нагрузку по управлению космическими аппаратами несут антенны с диаметром зеркал 34 метра, так как они являются более новыми и эффективными.
Читайте нас в соцсетях: Twitter, Facebook, Telegram
Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
1. Вычислите: 7! + 8!; ;;;.
2. Сколькими способами можно обить 6 стульев тканью, если имеются ткани шести различных цветов и все стулья должны быть разного цвета?
3. Сколькими способами могут расположиться в турнирной таблице 10 футбольных команд, если известно, что никакие две команды не набрали поровну очков?
4. Вычислите ;.
5. Сколькими способами можно выбрать 5 делегатов из состава конференции, на которой присутствуют 15 человек?
6. У лесника 3 собаки: Астра, Вега и Гриф. На охоту лесник решил пойти с двумя собаками. Перечислить все варианты выбора лесником пары собак.
7. Сколькими способами можно составить разведывательную группу из трех солдат и одного командира, если имеется 12 солдат и 3 командира.
8. Брошены две игральные кости. Найдите вероятность того, что сумма очков на выпавших гранях - четная, причем на грани хотя бы одной из костей появится шестерка.
9. При перевозке ящика, в котором содержались 21 стандартная и 10 нестандартных деталей, утеряна одна деталь, причем неизвестно какая. Наудачу извлеченная (после перевозки) из ящика деталь оказалась стандартной. Найдите вероятность того, что была утеряна: а) стандартная деталь; б) нестандартная деталь.
10. Брошены две игральные кости. Найдите вероятность того, что сумма очков на выпавших гранях равна семи.
11. Брошены две игральные кости. Найдите вероятности следующих событий: а) сумма выпавших очков равна восьми, а разность — четырем; б) сумма выпавших очков равна восьми, если известно, что их разность равна четырем.
12. Брошены две игральные кости. Найдите вероятность того, что сумма очков на выпавших гранях равна пяти, произведение — четырем.
14. В первой урне 7 белых и 3 черных шара, во второй – 8 белых и 2 черных. При перевозке из первой урны во вторую урну перекатились два шара. После того, как шары во второй урне перемешались, из неё выкатился шар. Найти вероятность того, что выкатившийся из второй урны шар белый.
15. В условие задачи №41 внесем изменение. Пусть после того, как из первой урны во вторую перекатились два шара и шары во второй урне перемешались, из неё выкатился белый шар. Найти вероятность того, что из первой урны во вторую перекатились разноцветные шары.
Литература Основная:
Гмурман В.Е. Руководство по решению задач по теории вероятностей и математической статистике: учеб. пособие. М.: Юрайт; ИД Юрайт, 2010. С. 8–37.
Кириллов А.Л. Математика для управленцев. Курс лекций. Спб.: издательство СЗАГС, 1999. С. 12–18.
Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004. С. 18–70.
Курзенев В.А. Основы математической статистики для управленцев: Учебное пособие. Спб.: издательство СЗАГС, 2005. С. 7–30.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Мотивом для этой статьи, на самом деле, послужил грустный повод. Всемирно известный радиотелескоп обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико разрушился и восстановлению не подлежит. Многие годы это был самый крупный радиотелескоп в мире с полной апертурой (диаметр 304 м, диапазон частот до 10 ГГц), с помощью которого было сделано немало открытий. Здесь на фото из Википедии он в еще рабочем состоянии:
Но текст собственно о другом событии. В 1974 г с этого телескопа было отправлено в космос послание внеземным цивилизациям. Что и как было в нем закодировано, подробности под катом.
Кодирование
Декодирование
Принцип частотной модуляции сам по себе прост — нулю и единице соответствуют разные частоты. На спектре это выглядит примерно так:
Существуют разные способы декодирования FSK, в качестве самого простого метода просто отфильтруем одну из частот:
Результат нас вполне устраивает:
Разумеется, сигнал прошедший 22 тыс лет в космосе, скорее всего будет немного ослаблен, но для простоты будем считать что у инопланетян хорошие и не китайские радиоприемники…
Для наглядности картинку пришлось растянуть, ибо 23 пиксела ширины по сегодняшним меркам это мягко говоря, маловато. Конечный результат вполне виден:
В отличие от изображений в Википедии, оригинальное изображение разумеется, является монохромным, какое-либо цветовое кодирование в сигнале отсутствует.
В картинке закодировано много всего (условно конечно), например вертикальная прямая шириной 2 пиксела над головой человека — это спираль ДНК (ведь очевидно же, разве нет?). Расшифровку остальных пиктограмм можно посмотреть по ссылке выше в Википедии.
Заключение
Читайте также: