Di recente la Russia è stata accusata di interferire con i sistemi di navigazione satellitare GPS (https://www.bbc.com/news/articles/cne900k4wvjo), causando problemi a migliaia di voli civili in Europa, in particolare nelle aree dove è maggiormente attiva militarmente, come il Mar Baltico, il Mar Nero e il Mediterraneo orientale. Questa interferenza ha costretto alcune compagnie aeree, come Finnair, a sospendere voli a causa dell’impossibilità di ricevere segnali GPS. Anche un aereo della RAF, con a bordo il segretario della Difesa britannico Grant Shapps, ha subito il blocco del GPS vicino al territorio russo.
Tali interferenze, sembrano essere parte delle operazioni nel teatro di guerra ucraino, sia come forma di test militare per bloccare le comunicazioni in caso di crisi, sia una misura difensiva contro attacchi di droni.
Non solo aerei e navi si affidano al GSP, moltissime applicazioni e servizi commerciali si basano, o sfruttano, questa tecnologia.
Una soluzione a questo problema sembra prospettarsi in futuro, e ce la fornisce la fisica quantistica.
GPS cos’è e perchè è vulnerabile
Il GPS (Global Positioning System) è stato introdotto ufficialmente per uso civile nel 1995, ma le sue origini risalgono agli anni ’60. È stato sviluppato e viene mantenuto dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, che lo progettò inizialmente per scopi militari. Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti continua a gestire e mantenere il GPS attraverso la US Space Force, che si occupa del controllo e della manutenzione della rete di satelliti. Sebbene il GPS sia offerto gratuitamente al pubblico civile di tutto il mondo, rimane uno strumento essenziale per le operazioni militari statunitensi.
Il GPS è una tecnologia quindi alquanto datata (almeno per gli standard attuali) ed è vulnerabile ad attacchi hacker principalmente perché i segnali che trasmette dai satelliti ai ricevitori a terra sono relativamente deboli e non criptati. Questo lo rende suscettibile a due principali tipi di attacchi:
1. Jamming (interferenza): L’attacco di jamming consiste nell’emettere segnali radio sulla stessa frequenza del GPS, sovrastando il segnale legittimo con rumore. In questo modo, i ricevitori GPS non riescono a distinguere il segnale corretto, causando interruzioni nella navigazione o nei sistemi che dipendono dal GPS.
2. Spoofing: Lo spoofing è un attacco più sofisticato in cui viene inviato un segnale GPS falso al posto di quello reale, inducendo i dispositivi a credere di trovarsi in una posizione diversa da quella effettiva. Questo tipo di attacco può essere usato per manipolare rotte di navi, droni o altre tecnologie che dipendono dalla navigazione satellitare.
Entrambi questi attacchi sono relativamente facili da eseguire con attrezzature non troppo costose, il che rende il GPS una tecnologia vulnerabile. Questa vulnerabilità è preoccupante, poiché molte infrastrutture critiche, come l’aviazione, i trasporti e le reti di telecomunicazione, si basano sul GPS.
Come l’innovazione tecnologica potrebbe rivoluzionare la navigazione: i sensori quantici
Per migliorare la sicurezza della navigazione con il quantum computing sta emergendo come tecnologia molto promettente quella relativa ai sensori quantici. Questi sensori sfruttano le proprietà uniche della meccanica quantistica per rilevare con maggiore precisione e affidabilità gli ostacoli e le condizioni ambientali. I sensori quantici possono identificare ostacoli sommersi o in superficie con una precisione senza precedenti, riducendo il rischio di collisioni e monitorare in tempo reale le condizioni del mare, come la temperatura, la salinità e le correnti, fornendo dati cruciali per la sicurezza della navigazione. In pratica i sensori quantici utilizzano particelle subatomiche (https://www.wired.com/story/quantum-physicists-found-a-new-safer-way-to-navigate/ ), come fotoni o atomi, per misurare variazioni estremamente piccole nei campi magnetici, gravitazionali o nelle onde sonore. Questo permette di ottenere dati molto più accurati rispetto ai sensori tradizionali.
Un team di Lockheed Martin ha creato un sensore magnetico con diamanti sintetici, mentre il National Institute of Standards and Technology sta lavorando su un giroscopio quantistico per misurare il moto rotazionale senza errore di deriva. Queste tecnologie potrebbero essere un backup robusto e sicuro per il GPS, riducendo la vulnerabilità agli attacchi esterni.
Prospettive future
L’adozione di sensori quantici potrebbe rappresentare una svolta per la sicurezza e l’efficienza della navigazione, aprendo nuove possibilità per il futuro del trasporto. I sensori quantici offrono infatti diversi vantaggi rispetto ai sistemi GPS tradizionali. Ecco alcuni motivi per cui potrebbero essere preferiti:
- Resistenza alle interferenze: I sistemi GPS possono essere disturbati o bloccati da interferenze intenzionali o accidentali (jamming GPS, https://www.fanpage.it/innovazione/tecnologia/cose-il-baltic-jammer-che-sta-mandando-in-tilt-i-segnali-gps-fino-a-berlino/ ). I sensori quantici, invece, non dipendono dai segnali satellitari e sono quindi immuni a tali interferenze. Poiché non hanno bisogno di comunicare con un satellite per funzionare come accade con i sistemi GPS, questi sensori quantici risultano anche meno vulnerabili all’hacking. https://www.bbc.com/news/articles/cne900k4wvjo
- Precisione superiore: I sensori quantici possono misurare variazioni minime nei campi gravitazionali e magnetici, permettendo una localizzazione estremamente precisa anche in condizioni difficili.
- Affidabilità in condizioni estreme: I sensori quantici funzionano in qualsiasi condizione atmosferica e ambientale.
- Autonomia: La navigazione quantistica può operare in modo autonomo, senza bisogno di connessioni continue ai satelliti. Questo è particolarmente utile in situazioni in cui la connessione GPS potrebbe essere interrotta.