Todd Humphreys: Wie man ein GPS in die Irre führt

Todd Humphreys prognostiziert die geographische Ortung der nahen Zukunft, in der millimetergenaue GPS-Dots es uns ermöglichen werden, einen Standort punktgenau zu finden, eine Indexsuche unserer Habseligkeiten vorzunehmen ... oder Leute ohne ihr Wissen zu verfolgen. Die Reaktion auf die dunkle Seite dieser Technologie könnte jedoch ungewollte Folgen haben. (Eine Aufnahme im Rahmen von TEDxAustin.)

Am frühen Morgen
des 2. Mai 2000 geschah etwas,

das einen starken Einfluss darauf hatte,

wie unsere Gesellschaft funktioniert.

Ironischerweise bemerkte das
damals kaum einer.

Die Veränderung kam
leise und unmerklich,

außer man wusste genau,
wonach man suchte.

An diesem Morgen gab
US-Präsident Clinton den Befehl,

einen bestimmten Schalter
in den Satelliten

des globalen Navigations-
Satellitensystems GPS umzulegen.

Augenblicklich verringerte sich
die Fehlerrate ziviler GPS-Empfänger

von der eines Fußballfeldes

zu der eines kleinen Raums.

Den Effekt, den diese
Präzisionsänderung auf uns hatte,

kann man kaum überbewerten.

Bevor dieser Schalter umgelegt wurde,

gab es in Autos keine
wegweisenden Navigationssysteme,

weil das GPS uns nicht sagen konnte,
in welchem Stadtteil

geschweige denn in welcher Straße
wir uns befinden.

Für die Ortung ist Genauigkeit wichtig

und diese hat sich erst
in den letzten zehn Jahren verbessert.

Dank zahlreicherer
Basis- und Bodenstationen,

besserer Empfänger und Algorithmen

kann das GPS heute nicht nur die Straße,

sondern sogar
den Straßenabschnitt bestimmen.

Diese hohe Treffsicherheit

hat einen Sturm an Innovationen ausgelöst.

Viele von Ihnen haben Ihren Weg hierher

mit Hilfe Ihres TomToms
oder Smartphones gefunden.

Landkarten aus Papier sind überholt.

Heute stehen wir auf der Schwelle
zu einer weiteren Revolution

in der Ortungsgenauigkeit.

Wären Sie überrascht,
wenn ich Ihnen erzähle,

dass die Zwei-Meter-Genauigkeit
unserer heutigen Handys und Navis

erbärmlich ist im Vergleich zu dem,
was möglich ist?

Seit einiger Zeit ist bekannt,
dass durch Messung

der Trägerphase des GPS-Signals

und mit Hilfe einer Internetverbindung

eine Genauigkeit im Zentimeter-,
wenn nicht sogar

im Millimeterbereich
erreicht werden kann.

Warum können unsere Handys das nicht?

Meiner Meinung nach liegt das
an fehlender Vorstellungskraft.

Die Hersteller haben
die Trägerphasentechnik

nicht in ihre billigen
GPS-Chips implementiert,

denn sie sind nicht sicher,
was die Öffentlichkeit

mit einer so präzisen
Ortung anfangen würde,

die sogar Falten auf der Handfläche
lokalisieren könnte.

Aber wir hier und andere Wegbereiter

können das Potential
dieser Genauigkeitserhöhung sehen.

Stellen Sie sich eine
Realitätserweiterungs-App vor,

die unsere physische
Umgebung millimetergenau

mit einer virtuellen Welt überlagert.

Ich könnte hier oben
eine millimetergenaue 3D-Struktur

darstellen lassen, die
nur Sie oder meine Freunde

zu Hause sehen können.

Solch eine Ortungsgenauigkeit
wünschen wir uns.

Ich gehe davon aus,
dass in den nächsten Jahren

diese hyperpräzise Trägerphasenortung

erschwinglich und allgegenwärtig wird.

Mit fantastischen Folgen.

Der heilige Gral ist natürlich der GPS-Dot.

Erinnern Sie sich an den Film
"The Da Vinci Code – Sakrileg"?

Hier sehen wir Prof. Langdon
mit einem GPS-Dot,

einem Routen-Kontrollgerät,

das eine Genauigkeit
von 60 cm überall auf der Welt hat.

Aber der GPS-Dot ist in der realen Welt

ein Ding der Unmöglichkeit, nicht wahr?

Erstens funktioniert GPS nicht in Gebäuden

und zweitens gibt es keine
so kleinen GPS-Empfänger,

erst recht nicht, wenn die ihre Position

an ein Netzwerk senden müssen.

Nun, vor ein paar Jahren
waren diese Einwände

vollkommen richtig, aber
seitdem hat sich einiges geändert.

Die Geräte wurden immer
kleiner und genauer,

sodass ein GPS-Verfolgungssystem
vor ein paar Jahren

aussah wie diese klobige Box,

hier links vom Schlüssel.

Vergleichen Sie das mit einer
vor kurzem eingeführten Version.

Jetzt passt das alles
in einen Schlüsselanhänger.

Sehen wir uns nun einen modernen

GPS-Empfänger mit einer
Seitenlänge von einem Zentimeter

und einer nie gekannten Genauigkeit an,

wird klar, dass der bisher fiktive GPS-Dot

bald Realität sein wird.

Stellen Sie sich eine Welt
voller GPS-Dots vor.

Wir würden nie wieder
unseren Geldbeutel oder Schlüssel

geschweige denn unsere Kinder
im Disneyland verlieren.

Wir können alles, was mehr
als ein paar Euro wert ist,

mit GPS-Dots versehen.

Als ich neulich morgens
meine Schuhe nicht finden konnte,

musste ich wie immer meine Frau fragen,
ob sie sie gesehen hatte.

Eigentlich sollte ich meine Frau nicht
mit sowas Trivialem nerven.

Mein Haus sollte mir sagen können,
wo meine Schuhe sind.

(Lachen)

Diejenigen unter Ihnen,
die zu Googlemail gewechselt sind,

erinnern sich sicher,
wie wohltuend es ist,

E-Mails einfach zu suchen,
anstatt sie zu verwalten.

Der GPS-Dot erledigt dasselbe
für unsere Habseligkeiten.

Natürlich gibt es auch
Nachteile bei GPS-Dots.

Vor einigen Monaten war ich
in meinem Büro,

als ich einen Anruf bekam.

Eine panische Frau war
am anderen Ende der Leitung,

nennen wir sie Carol.

Offenbar hatte Carols
Ex-Freund aus Kalifornien sie

in Texas aufgespürt und verfolgt.

Sie fragen sich jetzt vielleicht,
warum sie mich angerufen hat.

Das hab ich mich auch gefragt.

Wie sich herausstellte,
spielte dabei Technik eine Rolle.

Jedesmal, wenn ihr Ex-Freund
zu den unmöglichsten Zeiten

an den unmöglichsten Orten auftauchte,

hatte er einen offenen Laptop bei sich.

Mit der Zeit bemerkte Carol,
dass er in ihrem Auto

einen GPS-Sender versteckt hatte.

Daher rief sie mich an,
um ihn auszuschalten.

Ich riet zu einem guten Mechaniker,

der das Auto untersuchen sollte.

Doch das hatte sie bereits getan.

Er hatte auf den ersten Blick
nichts gefunden

und meinte, er müsse
das Auto komplett auseinanderbauen.

Also riet ich ihr, zur Polizei zu gehen,

was sie ebenfalls getan hatte.

Dort war man sich unsicher,
ob das bereits Belästigung war,

und war technisch nicht
in der Lage, den Sender zu finden.

Das FBI

hatte ihr das gleiche gesagt.

Wir verabredeten uns in meinem Labor,

um ihr Auto nach Funkquellen zu untersuchen.

Ich war allerdings nicht sicher,
ob das klappen würde,

da manche Sender so eingestellt sind,

dass sie nur übertragen,
wenn sie in sicheren Zonen sind

oder sich das Auto bewegt.

Da waren wir also.

Carol ist nicht die erste und
wird nicht die letzte sein,

die sich in einer solch beängstigenden,

durch GPS-Verfolgung verursachten
Situation wiederfindet.

Als ich ihren Fall untersuchte,

habe ich zu meiner Überraschung festgestellt,
dass es nicht eindeutig illegal ist,

GPS-Sender in fremden
Autos zu verstecken.

Der Oberste Gerichtshof
hat letzten Monat entschieden,

dass ein Polizist eine Erlaubnis
zur Langzeitbeschattung braucht,

aber das Gesetz ist im Falle
von Zivilisten nicht eindeutig.

Wir müssen also nicht nur
den Großen Bruder fürchten,

sondern auch den
Großen Nachbarn. (Lachen)

Eine Alternative hätte Carol
sehr wirksam geholfen.

Die sogenannte Wellenblase.

Das ist ein quelloffenes GPS-Störgerät,

das von Limor Fried,

einer Doktorandin am MIT,
entwickelt wurde. Sie nennt es

"ein Werkzeug zum Zurückerobern
der persönlichen Freiheit".

Nach dem Einschalten bildet sich
eine Blase um einen herum,

die GPS-Signale nicht durchlässt.

Sie werden von der Blase überlagert.

Limor erfand es, weil sie sich

wie Carol von GPS-Ortung bedroht fühlte.

Sie hat dann ihren Entwurf
im Web veröffentlicht.

Wenn Sie keine Zeit haben,
es selber zu bauen,

können Sie es kaufen.

Chinesische Hersteller
verkaufen tausende

ähnlicher Geräte über das Internet.

Vielleicht denken Sie jetzt,
dass die Wellenblase super ist.

Man sollte eine haben. Könnte praktisch sein,
falls mal ein Sender im Auto versteckt wird.

Sie sollten sich im Klaren sein,
dass das in den USA

absolut verboten ist.

Und warum?

Weil es eigentlich keine Blase ist.

Störsender wirken nicht nur um Sie herum

oder innerhalb des eigenen Fahrzeugs.

Sie stören auch unschuldige GPS-Empfänger
in einigen Kilometern Entfernung. (Lachen)

Wenn Sie Carol oder Limor wären

oder sich durch GPS-Ortung
bedroht fühlten,

würden Sie eine Wellenblase
vielleicht nicht verteufeln,

aber tatsächlich können
die Folgen verheerend sein.

Stellen Sie sich beispielsweise vor,
Sie wären Kapitän eines Kreuzfahrtschiffes

und bahnen sich Ihren Weg
durch dichten Nebel.

Und ein Passagier aktiviert
eine Wellenblase.

Plötzlich würde Ihr GPS ausfallen

und dann wären Sie mit dem Nebel

und den Anzeigen Ihres Radars allein,

falls Sie sich noch daran erinnern,
wie das funktioniert.

Leuchttürme werden heute
nicht mehr betrieben.

LORAN, der einzige Ersatz für GPS,

wurde letztes Jahr eingestellt.

Unsere moderne Gesellschaft ist inzwischen

völlig abhängig vom GPS.

Es ist eng in unsere Systeme
und Infrastruktur eingebunden.

Manche nennen es
"den unsichtbaren Dienstleister".

Das Einschalten einer Wellenblase
erzeugt nicht nur Unannehmlichkeiten.

Es könnte tödlich enden.

Um unsere Privatsphäre auf Kosten

der allgemeinen
GPS-Genauigkeit zu schützen,

gibt es noch etwas viel Wirksameres

und Subversiveres als die Wellenblase:

den GPS-Spoofer.

Hinter dem GPS-Spoofer
steckt eine einfache Idee.

Anstatt die GPS-Signale zu stören,
täuscht man sie vor.

Man imitiert sie.
Wenn man das richtig macht,

merken die Empfänger nichts
von der Täuschung.

Ich werde das Ihnen mal vorführen.

In jedem GPS-Empfänger
ist ein Peak eingebaut,

der sich mit den echten Signalen deckt.

Diese drei roten Punkte
stellen die Ortungspunkte dar,

die versuchen,
auf dem Peak zentriert zu bleiben.

Wenn man aber
ein gefälschtes GPS-Signal sendet,

taucht ein weiterer Peak auf. Bringt man
diese beiden Peaks perfekt in Deckung,

können die Ortungspunkte
den Unterschied nicht feststellen.

Sie werden vom stärkeren,
gefälschten Signal fixiert,

das den originalen Peak wegdrängt.

An dieser Stelle ist das Spiel verloren.

Jetzt kontrollieren die gefälschten
Signale den GPS-Empfänger.

Geht das überhaupt?

Kann man die Zeitmessung

und Ortung eines Empfängers
wirklich so einfach

mit einem Spoofer manipulieren?

Kurz gesagt: Ja.

Zivile GPS-Signale sind

völlig offen zugänglich.

Sie sind nicht verschlüsselt und
brauchen keine Authentifizierung.

Sie sind völlig offen und anfällig
für jegliche Spooferattacke.

Trotzdem hat sich bis vor kurzem

niemand Sorgen um GPS-Spoofer gemacht.

Man dachte, für einen Hacker wäre es

zu kompliziert oder zu teuer,
einen zu bauen.

Ein Hochschulfreund von mir und ich

sahen das ein wenig anders.

Wir wussten, dass das nicht
so schwer sein kann.

Wir wollten die ersten sein,
die einen bauen,

um der Bedrohung
einen Schritt voraus zu sein

und beim Schutz
vor GPS-Spoofern zu helfen.

Ich erinnere mich gut an die Woche,
in der wir daran arbeiteten.

Wir bauten bei mir zu Hause,

weshalb uns mein dreijähriger
Sohn Ramon zur Seite stand.

Hier versucht Ramon – (Lachen) –

die Aufmerksamkeit
seines Papas zu gewinnen.

Zuerst war der Spoofer nur ein Wirrwarr

aus Kabeln und Computern.
Schließlich packten wir ihn

in eine kleine Kiste.

Der Dr.-Frankenstein-Moment,

als der Spoofer erwachte

und ich sein schreckliches
Potential erkannte,

kam zu später Stunde,
als ich den Spoofer

an meinem iPhone testete.

Ich zeige Ihnen Aufnahmen

von diesem ersten Experiment.

Ich vertraute völlig
auf diesen kleinen blauen Punkt

mit seinem blauen Heiligenschein.

Sie schienen zu sagen:

"Du bist hier, du bist hier." (Lachen)

Und: "Du kannst uns vertrauen."

Daher geriet meine Welt
aus den Fugen

und ich fühlte mich
regelrecht betrogen,

als der kleine blaue Punkt
von meinem Haus weg

nach Norden wanderte

und mich zurückließ.
Ich bewegte mich nicht.

Was ich damals
in dem kleinen blauen Punkt sah,

war das Potential für Chaos.

Ich sah Flugzeuge und Schiffe
vom Kurs abkommen,

gelenkt von Kapitänen,
die zu spät den Fehler erkennen.

Ich stellte mir die New Yorker Börse

mit ihrer GPS-Zeitsteuerung vor,

wie sie von Hackern manipuliert wird.

Man kann sich kaum
die Verwüstung vorstellen,

die man anrichten kann,
wenn man mit einem GPS-Spoofer

umzugehen weiß.

Es gibt jedoch etwas Positives

an GPS-Spoofern.

Sie sind die beste Waffe
gegen eine Invasion der GPS-Dots.

Stellen Sie sich vor,
Sie werden verfolgt.

Sie können den Verfolger
zum Narren halten

und so tun, als wären Sie auf Arbeit,
wenn Sie eigentlich im Urlaub sind.

Wären Sie Carol,
könnten Sie Ihren Ex-Freund

auf einen leeren Parkplatz locken,

wo die Polizei auf ihn wartet.

Mich fasziniert dieser
sich abzeichnende Konflikt

zwischen Privatsphäre einerseits

und dem Bedarf nach einem
freiem Funkspektrum andererseits.

Wir können GPS-Störgeräte
und Spoofer nicht tolerieren.

Die Gesetzeslage versagt jedoch dabei,

unsere Privatsphäre wirksam
vor GPS-Dots zu schützen.

Kann man es da
jemandem vorwerfen,

sie einzuschalten
und nutzen zu wollen?

Ich habe die Hoffnung,
dass wir diesen Konflikt

mit Hilfe einer noch nicht entwickelten

Technologie lösen können.

In der Zwischenzeit
machen Sie es sich bequem,

denn es bleibt spannend.

Innerhalb der nächsten Jahre

werden viele von Ihnen GPS-Dots erwerben.

Vielleicht sogar in größeren Mengen.

Sie werden Ihre Sachen nicht mehr verlieren.

Der GPS-Dot wird Ihr Leben
grundlegend verändern.

Werden Sie der Versuchung
widerstehen können,

andere zu verfolgen?

Werden Sie der Versuchung
widerstehen können,

mit einem GPS-Spoofer
oder einer Wellenblase

Ihre eigene Privatsphäre zu schützen?

Wie immer ist das,
was auf uns zukommt,

voller Versprechen und Gefahren.

Es bleibt spannend zu sehen,
was dabei heraus kommt.

Vielen Dank. (Applaus)