Abhören und Fälschen von Funkkommunikation

Aktive Funkunterdrückung

Radio besteht aus elektromagnetischen Wellen. Wenn Sie möchten, dass der beabsichtigte Empfänger die ursprüngliche Nachricht nicht erhält und stattdessen durch Ihre eigene ersetzt, müssen Sie seine Nachricht abbrechen. Dies kann möglicherweise durch eine Technologie erreicht werden, die der aktiven Geräuschunterdrückung ähnelt . Wenn Alice versucht, eine Nachricht an Bob zu senden, muss sich Eve im Weltraum zwischen ihnen aufstellen. Eve kann die Nachricht abhören, die auf der Alice-Seite eines weltraumgestützten Transceivers gesendet wird, und die invertierte Wellenform auf der Bob-Seite senden. Wenn dies perfekt getimt ist, werden die Funkwellen destruktive Interferenz erfahren .

Sobald die Nachricht gelöscht ist, kann Eve eine Ersatznachricht an Bob senden, ohne dass Alice es jemals erfährt.

Alte Antwort darauf, den Empfänger einfach daran zu hindern, eine kohärente Nachricht zu erhalten.

Funkstörung

Radio ist eine Reihe von Frequenzen im elektromagnetischen Spektrum. Sie können sich die verschiedenen Frequenzen des Radios in diesem Set als verschiedene Farben des sichtbaren Lichts vorstellen, es ist im Grunde dasselbe.

Wenn Sie jemandem ein Funksignal senden, schreiben Sie im Grunde in einer bestimmten Farbe auf ein Blatt Papier, das jeder sehen kann. Diese Schrift ist verschlüsselt, sodass andere Leute sie zwar sehen könnten, wenn sie wüssten, nach welcher Farbe sie suchen müssen, aber nicht verstehen könnten, was darin steht. Der beabsichtigte Empfänger weiß, nach welcher Farbe er suchen muss und was die in dieser Farbe geschriebene codierte Nachricht bedeutet.

Wie verhindern Sie also, dass der beabsichtigte Empfänger diese Nachricht sieht? Sie werfen eine Menge derselben Farbe auf das Papier. Das ist Radio Jamming. Sie überschwemmen das Gebiet mit unsinniger Schrift in derselben Farbe, die gesendet werden soll, das heißt, Sie senden auf derselben Frequenz, um die eigentliche Nachricht mit Rauschen zu übertönen.

Das Abfangen der Nachricht ist zunächst etwas schwieriger. Das Überfluten des Gebiets macht die Nachricht für alle unzugänglich, einschließlich Ihnen. Aber wenn Sie sich zwischen Sender und Empfänger stellen können, können Sie auf der Senderseite zuhören und auf der Empfängerseite gerichtet senden. Dies würde es Ihnen ermöglichen, die verschlüsselten Nachrichten zu erhalten und zu versuchen, sie zu entschlüsseln, während gleichzeitig der beabsichtigte Empfänger daran gehindert wird, die Nachricht zu erhalten. Der Absender würde nicht wissen, dass seine Nachricht blockiert/gestaut wird, außer dass er keine Antwort von der Entität erhält, an die er sendet.

Der bei weitem einfachste Weg, dies zu tun, besteht darin, ihren Sender einfach zu überlasten. Nahezu alle bisherigen Funkübertragungssysteme gehen davon aus, dass der Raum zwischen Sender und Empfänger als analoger verlustbehafteter Kanal modelliert ist. Wenn Sie also 5-10x so viel Leistung wie möglich ausgeben können, wird Ihr Signal dominieren.

Scrambling wäre eher eine digitale Herausforderung. Sie müssen entscheiden, wie Sie Statik, ihre Botschaft und Ihre Botschaft verweben möchten.

Hinweis: Es kommt auf die Art des Übertragungsmediums an. Die meisten stellaren Kommunikationen werden ohne Trägerfrequenz gesendet, weil sie lieber Daten darauf übertragen würden. Wenn die Nachricht jedoch übertragen wurde, a. la. normales UKW-Radio, die Hälfte der Leistung wird auf einer Trägerfrequenz übertragen. Es kann möglich sein, ihre FM-Übertragung in den Schatten zu stellen, indem man einfach einen Träger aussendet, der stark genug ist, um den Empfänger davon zu überzeugen, das Signal zu dämpfen.

Manipulationen werden erkannt

Moderne Codierungsalgorithmen funktionieren als Prüfsummen. Wenn die Nachricht manipuliert wurde, kann der Empfänger dies feststellen. Private/öffentliche Schlüsselpaare würden es unmöglich machen, gefälschte Informationen einzufügen, da die Fälschungen nicht mit dem privaten Schlüssel entschlüsselt werden können.

Ein ausgeklügeltes Meldeprotokoll erkennt sogar unterdrückte Meldungen, wenn die tägliche „Alles-ist-Gut“-Meldung nicht ankommt oder die falsche Seriennummer hat.

Samuels Antwort ist sehr gut, ich wollte nur eine weitere Idee hinzufügen, die diese Arbeit möglicherweise in einer futuristischen Umgebung zum Laufen bringen kann:

Funkwellenunterdrückung: Die Idee, die Rauschunterdrückung im HF-Spektrum nachzuahmen, ist gut, wäre jedoch aus allen Gründen, die master_gibber in seiner Antwort beschrieben hat, unwirksam. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Löscher die Mitteilung empfängt und das invertierte Signal sendet, ist das ursprüngliche Signal bereits an ihnen vorbeigegangen und hat ihre Löschversuche unwirksam gemacht. In unserer gegenwärtigen Realität führt kein Weg daran vorbei ... aber in einer futuristischen Umgebung haben wir einige andere Möglichkeiten.

Ein buchstäblicher Mann in der Mitte: Um ein vom Mars zur Erde gesendetes Signal zu unterdrücken, könnte ein Agent auf dem Mars ein Gerät auf oder in der Nähe des Senders platzieren (nahe genug, um „sofort“ mit ihm kommunizieren zu können). Dieses Gerät wäre die Hälfte eines quantenverschränkten „Walkie-Talkies“, das irgendwann zwischen Erde und Mars mit einer Plattform/einem Schiff der elektronischen Kriegsführung kommunizieren würde, um dem Canceller genau mitzuteilen, was übertragen wird, und ihm Zeit zu geben, sich darauf vorzubereiten inverses Signal, bevor das ursprüngliche Signal sie erreicht.

Idealerweise wäre der Unterdrücker nur weit genug von dem ursprünglichen Sender entfernt, dass das Funksignal genau so lange brauchen würde, um den Unterdrücker zu erreichen, wie der Unterdrücker brauchen würde, um das inverse Signal zu berechnen. Auf diese Weise wäre die Plattform für elektronische Kriegsführung in der Lage, den größten Aufhebungsschatten zu erzeugen … obwohl sie keinen Spielraum für Fehler hätte.

Der Mann in der Mitte (oder sogar der Mars-Agent) könnte dann das Signal durch eine beliebige Nachricht ersetzen, die die Erde tatsächlich sehen sollte.

Vorteile: Diese Idee basiert auf einer logischen Erweiterung bereits bestehender Technologien (obwohl die Quantenverschränkung noch in den Kinderschuhen steckt), daher wäre es nicht zu erzählerisch, diese Art von Anwendung in eine Geschichte aufzunehmen, die innerhalb der nächstes Jahrhundert.

Nachteile: Dies wirft die offensichtliche Frage auf: "Wenn es quantenverschränkte Kommunikatoren gibt, warum würden Sie dann Funk verwenden?" Die beste Antwort (abhängig von der Geschichte, die Sie planen) ist, dass eine Seite des Konflikts über bessere Technologien/Ressourcen verfügt als die andere. Alternativ kann die Art des gesendeten Signals mehr als einen Empfänger erfordern (da die quantenverschränkten Kommunikatoren nur Punkt-zu-Punkt wären).

Eine alternative Idee: Abhängig von der Art der verwendeten Signale könnte dasselbe Quantenverschränkungsgerät verwendet werden, ohne dass ein Sender in der Mitte benötigt wird. Ein Agent könnte das Gerät in der Nähe des Mars-Senders platzieren und ein anderer Agent könnte das Schwestergerät auf dem Erdempfänger platzieren und das Signal löschen, nachdem es bereits empfangen wurde, aber bevor es demoduliert wurde.

Dies würde immer noch ein QE-Walkie-Talkie erfordern, aber die tatsächliche Unterdrückung würde sehr wenig Strom erfordern und ist tatsächlich die Art der Unterdrückung, die einige Telekommunikationsunternehmen derzeit mit den unerwünschten Teilen ihrer eigenen Signale intern durchführen.

Wenn das Signal sehr gerichtet war oder nur von diesem einen Empfänger entschlüsselt werden konnte, würde das Platzieren des Geräts direkt auf dem Empfänger selbst den Empfänger blenden und es einem Agenten auf der Erde oder dem Mars ermöglichen, Daten nach Belieben einzuspeisen.

Ja, es ist lebensfähig

aber Sie müssen es mit Radios aus der Zeit des 2. Weltkriegs tun, die keinen Frequenzsprung machen oder Sprachverschlüsselung beinhalten.

Bei modernen Spreizspektrum-Radio-Hopping- fähigen Funksystemen ist es ziemlich schwierig. Das Stören von Funkgeräten, die diese Technik verwenden, ist sehr schwierig, da die Frequenzen weit genug voneinander entfernt sind, dass das Stören viele Frequenzen gleichzeitig angreifen muss. Das Abfangen von Spreizspektrumübertragungen ist ebenfalls schwierig, es sei denn, die Pseudozufallsfrequenz ist ebenfalls bekannt.

KY-57 war ein Sprachkryptosystem, das in den 1970er Jahren entwickelt und in den 1980er Jahren eingesetzt wurde. Eine Liste historischer Kryptosysteme finden Sie im CryptoMuseum .

Wenn der Funkverkehr irgendwie verschlüsselt ist, wird es wirklich schwierig, den Spreizspektrum-Frequenzsprung-Funkverkehr zu stören oder abzufangen.

Es ist verlockend zu glauben, dass hier ein RF (Radiofrequenz)-Äquivalent zur aktiven Geräuschunterdrückung funktionieren würde, aber die Tatsache, dass wir es mit Licht und nicht mit Ton zu tun haben, macht dies theoretisch unmöglich.

Bei der aktiven Schallunterdrückung empfängt ein Gerät zwischen der Schallquelle und dem Zuhörer das Schallsignal und erzeugt eine invertierte Wellenform, um den Schall destruktiv zu unterdrücken. Das Erzeugen der invertierten Wellenform nimmt eine begrenzte Zeit in Anspruch. Moderne Elektronik ist schnell genug, um rechtzeitig eine zerstörerische Schallwelle zu erzeugen, um den Schall auszulöschen, bevor er sich viel weiter ausbreitet.

Aber Licht bewegt sich so schnell wie alles andere durch den Raumbereich, in dem sich das Signalunterdrückungsgerät befindet. Jede Verzögerung bei der Erzeugung der negativen HF-Welle bedeutet, dass die beiden Wellen versetzt sind und sich nicht vollständig aufheben. Das letzte Signal, das der beabsichtigte Zuhörer sehen wird, wird eine verstümmelte Radiowelle sein, die vom Original abgeleitet ist. Es wird nicht sofort erkennbar sein, aber es wird sich deutlich von Hintergrundgeräuschen unterscheiden. Sobald der Zuhörer herausfindet, dass es sich um ein teilweise gelöschtes Signal handelt, kann er das Original rekonstruieren, indem er den Zeitversatz errät und es durch eine Fourier-Transformation laufen lässt. Voila!

[Bearbeiten: So rekonstruieren Sie das Originalsignal:

1. Zerlegen Sie das Signal in Sinuskurven, indem Sie die optimale Fourier-Transformation finden - verwenden Sie die Zeit t + to/2 in den Sinuskurven, wobei to die beste Schätzung der Zeitverschiebung ist.
2. Da jede Sinuskurve als Summe von zwei anderen Sinuskurven ausgedrückt werden kann, nehmen Sie an, dass jede Sinuskurve in der Fourier-Transformation folgendermaßen zusammengesetzt ist: fn(t)=gn(t)-gn(t+to), wobei fn und gn Sinuskurven und fn sind eine beliebige gegebene Sinuskurve aus der Zerlegung des empfangenen Signals ist.
3. Löse für jedes gn.
4. Summieren Sie alle gn, um das ursprüngliche Signal zu rekonstruieren.

Das Verzögerungsproblem kann vermieden werden, wenn das Funksignal auf seinem Weg zum beabsichtigten Zuhörer ein Nicht-Vakuummedium in der Nähe der HF-Unterdrückungsvorrichtung passieren muss. Da sich elektromagnetische Strahlung in einem Nicht-Vakuum langsamer bewegt, kann eine Vakuumleitung verwendet werden, um die Verarbeitungsverzögerung auszugleichen.

Ein solches Gerät müsste sorgfältig platziert und konstruiert werden. Befindet sich der Zuhörer auch auf demselben Planeten, unter derselben Atmosphäre, können HF-Signale von der Ionosphäre abprallen (falls der Planet eine hat) und das Ganze ruinieren. Wenn der Zuhörer weit entfernt ist, könnte das HF-Unterdrückungsgerät den größten Teil des Tages wirksam sein. Wenn es richtig entworfen ist, wird es einen großen Knoten in der Region des Himmels erzeugen, wo sich der Zuhörer bekanntermaßen befindet, aber dieser Knoten dreht sich mit dem Planeten, so dass der Zuhörer Einblicke in die Morgen- und Abenddämmerung hören kann.

]

HF-Störungen und -Unterdrückungen wurden seit der Erfindung des Radios untersucht. Dieses Thema ist für die moderne Kriegsführung und den militärischen Geheimdienst äußerst relevant, und die klügsten Köpfe, die die Menschheit zu bieten hat, konnten nicht verhindern, dass Nachrichten durchkommen.

Aber Sie können Ihren Feind möglicherweise verwirren, indem Sie sich als Absender ausgeben.

Die Signalunterdrückung ist nur bei analoger Übertragung sinnvoll, und das wird in unserem Fall nicht verwendet. Wenn es also digital ist, funktioniert die Unterdrückung nicht, da die Übertragung sicherlich eine Art CRC verwendet.

Die einzige Möglichkeit, eine digitale Schnittstelle anzunehmen, besteht darin, die Sendung abzufangen, einzusperren, zu dekodieren und "Nutzlast" einzuspeisen.

Das ist ein komplizierterer Ansatz, aber unabhängig vom Übertragungsmedium möglich. Die Technologie ist also universell. Wenn es sich um Schall-, Licht- oder Gravitationswellen handelt, ist es mit geeigneter Technologie möglich, den Basisalgorithmus zu decodieren und die Injektionslogiksequenz zu verwenden, um die Kommunikation zu simulieren.

Im theoretischen Modell kann dies unter Verwendung eines Gravitationskondensators als Puffer oder für die ursprüngliche Übertragung erfolgen.

Wenn die Kommunikation, über die wir sprechen, eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation ist, wird weniger Energie benötigt und es ist möglich, Prototypen zu bauen. Da das :Abschirmungskapazitätsfeld: nicht riesig sein muss, hängt alles von der Entfernung im Raum ab und es gibt uns den Winkel, den wir abdecken sollten, um das Signal abzufangen. Dann mit injizierter Nutzlast verarbeiten und übertragen.

Es ist eine Art Stealth-Abfangtechnologie auf Quantenebene. Weit mehr zum Reden und Schreiben, als wir hier Platz haben :)