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[9833] 2016-02-20_技术揭秘：什么是定位劫持？黑客是如何进行劫持攻击的？

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2016-02-20_技术揭秘：什么是定位劫持？黑客是如何进行劫持攻击的？ 技 术 揭 秘 ： 什 么 是 定 位 劫 持 ？ 黑 客 是 如 何 进 行 劫 持 攻 击 的 ？ 雪 碧   0 x r o o t   F r e e B u f   2 0 1 6 - 0 2 - 2 0 0 x 0 0   前 言 前 言 2 0 1 5 年 的 时 候 ， 年 的 时 候 ， 3 6 0 U n i c o r n T e a m 在 在 D e f c o n 黑 客 大 会 黑 客 大 会 , 以 及 阿 里 移 动 安 全 在 以 及 阿 里 移 动 安 全 在 B l a c k H a t 大 会 上 均 带 来 了 大 会 上 均 带 来 了 G P S 劫 持 的 演 讲 ， 给 劫 持 的 演 讲 ， 给 大 家 揭 开 了 大 家 揭 开 了 G P S   H a c k i n g 的 神 秘 面 纱 在 这 篇 文 章 中 我 们 将 通 过 无 线 的 角 度 来 看 定 位 ， 以 及 学 习 如 何 进 行 定 位 的 劫 持 和 的 神 秘 面 纱 在 这 篇 文 章 中 我 们 将 通 过 无 线 的 角 度 来 看 定 位 ， 以 及 学 习 如 何 进 行 定 位 的 劫 持 和 伪 造 。 伪 造 。 我 们 生 活 中 几 种 常 见 的 定 位 方 式 ： 基 于 手 机 基 站 、 基 于 G P S 系 统 、 基 于 W I F I ； 定 位 劫 持 演 示 视 频 ： 定 位 劫 持 演 示 视 频 ： 0 x 0 1   基 站 定 位 基 站 定 位 1 . 1   手 机 基 站 手 机 基 站   &   蜂 窝 网 络 基 站 ： 蜂 窝 网 络 基 站 ： 基 站 即 公 用 移 动 通 信 基 站 是 无 线 电 台 站 的 一 种 形 式 ， 是 指 在 一 定 的 无 线 电 覆 盖 区 中 ， 通 过 移 动 通 信 交 换 中 心 ， 与 移 动 电 话 终 端 之 间 进 行 信 息 传 递 的 无 线 电 收 发 信 电 台 。
基 站 定 位 一 般 应 用 于 手 机 用 户 ， 手 机 基 站 定 位 服 务 又 叫 做 移 动 位 置 服 务 （ L B S — — L o c a t i o n   B a s e d   S e r v i c e ） ， 它 是 通 过 电 信 移 动 运 营 商 的 网 络 （ 如 G S M 网 ） 获 取 移 动 终 端 用 户 的 位 置 信 息 （ 经 纬 度 坐 标 ） ， 在 电 子 地 图 平 台 的 支 持 下 ， 为 用 户 提 供 相 应 服 务 的 一 种 增 值 业 务 ， 例 如 目 前 中 国 移 动 动 感 地 带 提 供 的 动 感 位 置 查 询 服 务 等 。 C O O : C O O （ C e l l   o f   O r i g i n ） 定 位 ： C O O 定 位 是 一 种 单 基 站 定 位 ， 即 根 据 设 备 当 前 连 接 的 蜂 窝 基 站 的 位 置 来 确 定 设 备 的 位 置 。 A O A 定 位 ： A O A ( A n g l e   o f   A r r i v a l 到 达 角 度 ) 定 位 是 一 种 两 基 站 定 位 方 法 ， 基 于 信 号 的 入 射 角 度 进 行 定 位 。 T O A / T D O A T O A / T D O A 定 位 ： T O A ( T i m e   o f   A r r i v a l 到 达 时 间 ) 、 T D O A ( T i m e   D i f f e r e n c e   o f   A r r i v a l 到 达 时 间 差 ) 都 是 基 于 电 波 传 播 时 间 的 定 位 方 法 。 也 都 是 三 基 站 定 位 方 法 ， 二 者 的 定 位 都 需 要 同 时 有 三 个 位 置 已 知 的 基 站 合 作 才 能 进 行 。 基 站 定 位 的 大 致 原 理 为 ： 移 动 电 话 测 量 不 同 基 站 的 下 行 导 频 信 号 ， 得 到 不 同 基 站 下 行 导 频 的 T O A （ T i m e   o f   A r r i v a l ， 到 达 时 刻 ） 或 T D O A ( T i m e   D i f f e r e n c e   o f   A r r i v a l ， 到 达 时 间 差 ) ， 根 据 该 测 量 结 果 并 结 合 基 站 的 坐 标 ， 一 般 采 用 三 角 公 式 估 计 算 法 ， 就 能 够 计 算 出 移 动 电 话 的 位 置 。 实 际 的 位 置 估 计 算 法 需 要 考 虑 多 基 站 ( 3 个 或 3 个 以 上 ) 定 位 的 情 况 ， 因 此 算 法 要 复 杂 很 多 。 一 般 而 言 ， 移 动 台 测 量 的 基 站 数 目 越 多 ， 测 量 精 度 越 高 ， 定 位 性 能 改 善 越 明 显 。 C G I ： ： C G I ： C e l l   G l o b a l   I d e n t i t y 小 区 全 球 标 识 ， 是 全 球 范 围 内 无 线 网 络 小 区 的 唯 一 标 识 ， 不 同 运 营 商 的 不 同 网 络 可 以 有 不 同 的 C G I 编 号 规 则 。 e N o d e B I D ： 基 站 的 编 号 ， 在 L T E 网 内 是 唯 一 的 ， 因 此 e N o d e B I D   +   小 区 I D   =   C e l l   I D 在 L T E 网 内 也 是 唯 一 的 。 A O A e N o d e B I D
这 样 的 C e l l   I D 加 上 网 络 号 ( P L M N   I D ) 就 可 以 保 证 全 球 唯 一 ， 就 是 L T E 小 区 的 C G I 。 L T E 的 小 区 全 球 标 识 叫 做 E C G I   e U T R A N   C e l l   B l o b a l I d e n t i t y 。 G S M 网 络 中 的 设 备 都 可 以 以 编 程 方 式 获 取 到 当 前 基 站 的 C e l l   I D 。 其 实 也 可 以 通 过 一 些 手 机 指 令 获 取 ： 苹 果 手 机 :   * 3 0 0 1 # 1 2 3 4 5 # * 拨 号 安 卓 手 机 :   * # * # 4 6 3 6 # * # * 通 过 获 取 E C G I 数 据 后 ， 通 过 “ 基 站 云 平 台 ” 查 询 ， ( 需 要 下 载 E X E 桌 面 软 件 ) 输 入 几 个 参 数 ， 可 以 查 询 到 基 站 的 经 纬 度 及 地 理 位 置 信 息 ： 基 站 定 位 的 精 度 只 能 达 到 基 站 距 离 的 级 别 ， 一 般 为 5 0 0 米 左 右 ， 密 集 城 区 为 1 2 0 米 左 右 。 1 . 2   基 站 定 位 运 用 基 站 定 位 运 用 户 户 通 直 播 星 户 户 通 直 播 星 : 户 户 通 需 要 插 入 S I M 来 搜 索 手 机 基 站 以 进 行 定 位 ：
企 业 对 车 辆 的 管 理 企 业 对 车 辆 的 管 理 : 出 于 G P S 成 本 高 以 及 地 下 室 等 无 信 号 的 原 因 ， 有 些 物 流 企 业 采 用 了 手 机 G S M 定 位 技 术 方 案 。 这 种 方 案 的 成 本 是 G P S 的 1 / 3 。 但 受 移 动 基 站 网 络 资 源 的 限 制 ， 在 连 续 定 位 方 面 的 成 本 较 高 。         0 x 0 2   W I F I 定 位 定 位 2 . 1   W I F I 定 位 原 理 定 位 原 理 W I F I 定 位 通 过 侦 测 附 近 周 围 所 有 W I F I 的 S S I D 、 M A C 地 址 来 实 现 定 位 。 W i F i 定 位 技 术 除 具 有 良 好 的 精 度 和 可 扩 展 性 外 ， 其 独 特 优 势 在 于 W i F i 芯 片 已 经 在 各 类 用 户 智 能 终 端 （ 智 能 手 机 、 平 板 电 脑 等 ） 中 得 到 广 泛 普 及 ， 并 且 随 “ 无 线 城 市 ” 的 发 展 ， 国 内 各 大 城 市 电 信 运 营 商 、 公 司 与 家 庭 均 已 安 装 了 大 量 的 W i F i 热 点 与 网 关 ， 通 过 利 用 现 有 的 这 些 W i F i 设 施 ， 能 够 显 著 降 低 建 设 与 长 期 运 营 成 本 ， 快 速 实 现 项 目 预 定 目 标 。 这 些 都 是 开 展 W i F i 技 术 为 主 的 无 缝 定 位 技 术 研 究 和 推 动 L B S 应 用 的 最 佳 基 础 条 件 与 保 证 。 2 . 2 基 于 基 于 W I F I 定 位 的 伪 造 定 位 的 伪 造 K a l i 下 已 经 自 带 a i r c r a c k 和 m d k 3 , 我 们 可 以 配 合 免 驱 无 线 网 卡 （ R T L 8 1 8 2 b ） 来 使 用 这 些 工 具 。 百 度 公 司 W I F I （ b a i d u . t x t ）   M A C 地 址   S S I D 信 道 信 息 如 下 ：
奇 虎 3 6 0 公 司   （ 3 6 0 . t x t ） W I F I   M A C   S S I D   信 息 ： m d k 3 使 用 语 法 ： m d k 3   m o n 0   b                 - n                 # 自 定 义 E S S I D                 - f                   # 读 取 E S S I D 列 表 文 件                 - v                 # 自 定 义 E S S I D 和 B S S I D 对 应 列 表 文 件                 - d                 # 自 定 义 为 A d - H o c 模 式
                - w               # 自 定 义 为 w e p 模 式                 - g               #   5 4 M b i t 模 式                 - t                 #   W P A   T K I P   e n c r y p t i o n                 - a               #   W P A   A E S   e n c r y p t i o n                 - m             # 读 取 数 据 库 的 m a c 地 址                 - c               # 自 定 义 信 道                 - s               # 发 包 速 率 伪 造 伪 造 A P 找 个 没 有 W I F I 信 号 的 地 方 （ 防 止 其 他 有 效 W I F I 对 伪 造 进 行 干 扰 ） ， 开 启 无 线 网 卡 的 m o n i t o r 模 式 ： s u d o   a i r m o n - n g   c h e c k   k i l l s u d o   a i r m o n - n g   s t a r t   w l a n 0 开 始 伪 造 W I F I 热 点 s u d o   m d k 3   w l a n 0 - m o n   b   - v   b a i d u . t x t     / / 伪 造 百 度 公 司 附 近 的 W I F I 环 境   s u d o   m d k 3   w l a n 0 - m o n   b   - v   b a i d u . t x t     / / 伪 造 3 6 0 公 司 附 近 的 W I F I 环 境 由 于 办 公 地 点 有 大 量 W I F I 热 点 ， W I F I 定 位 伪 造 便 不 在 此 演 示 ， 有 兴 趣 的 童 鞋 可 以 找 个 没 有 热 点 信 号 的 地 方 自 行 测 试   : ) 0 x 0 3   G P S 卫 星 定 位 卫 星 定 位 3 . 1   G P S 系 统 概 述 系 统 概 述 G P S 最 初 是 美 国 国 防 部 为 军 方 提 供 的 一 个 星 基 定 位 、 测 速 和 时 间 系 统 。 G P S 系 统 使 用 地 心 坐 标 ， 提 供 基 于 1 9 8 4 年 的 世 界 大 地 坐 标 系 （ W G S - 8 4 ） 的 航 空 器 的 位 置 。 其 导 航 数 据 ， 如 到 航 路 点 的 距 离 、 方 位 和 地 速 ， 是 根 据 航 空 器 当 前 位 置 （ 经 度 和 纬 度 ） 和 下 一 航 路 点 的 位 置 计 算 出 来 的 。 美 国 国 防 部 在 1 9 9 3 年 1 2 月 8 日 宣 布 G P S 具 有 初 始 运 行 能 力 。 美 国 联 邦 航 空 局 （ F A A ） 在 1 9 9 4 年 2 月 1 7 日 发 布 了 航 行 通 告 （ N O T A M ） ， 宣 布 G P S 可 用 于 某 些 民 用 I F R 飞 行 。
3 . 2   G P S 系 统 描 述 系 统 描 述 G P S 是 星 基 无 线 电 导 航 、 定 位 和 授 时 系 统 。 该 系 统 在 全 球 范 围 内 向 具 有 合 适 装 备 的 用 户 （ 不 限 数 量 ） 提 供 高 精 度 的 位 置 和 速 度 信 息 以 及 精 确 的 时 间 。 G P S 提 供 两 级 服 务 ： 标 准 定 位 服 务 （ S P S ） 及 精 密 定 位 服 务 （ P P S ） 。 S P S 为 所 有 用 户 提 供 9 5 % 概 率 的 1 0 0 米 或 以 下 的 水 平 定 位 精 度 ， 和 9 9 . 9 9 % 概 率 的 3 0 0 米 精 度 。 P P S 比 S P S 更 精 确 ， 但 民 用 航 空 用 户 一 般 只 能 使 用 S P S 。 G P S 运 行 的 概 念 是 利 用 空 间 一 组 作 为 精 确 参 考 点 的 卫 星 进 行 测 距 和 三 角 计 算 。 G P S 接 收 机 利 用 无 线 电 信 号 的 传 播 时 间 测 量 到 卫 星 的 距 离 。 每 颗 卫 星 发 送 一 个 特 定 的 编 码 ， 被 称 作 粗 捕 获 （ C A ） 码 ， 它 包 括 有 关 卫 星 位 置 、 G P S 系 统 时 间 和 卫 星 传 输 数 据 的 健 康 和 准 确 性 等 信 息 。 已 知 信 号 传 输 的 速 度 大 约 3 0 0 0 0 0 公 里 / 秒 和 确 切 的 传 播 时 间 ， 则 信 号 的 传 输 距 离 能 够 根 据 到 达 的 时 间 推 算 出 来 。 G P S 接 收 机 将 每 颗 卫 星 的 C A 码 与 接 收 机 中 数 据 库 内 所 包 含 的 同 样 的 编 码 进 行 匹 配 。 通 过 在 匹 配 过 程 中 移 动 卫 星 的 编 码 和 移 动 与 其 内 部 时 钟 的 比 较 ， 接 收 机 能 计 算 出 信 号 从 卫 星 到 接 收 机 的 传 播 距 离 ， 从 这 种 计 算 距 离 的 方 法 得 出 的 距 离 被 称 为 伪 距 ， 因 为 它 不 是 直 接 计 算 距 离 ， 而 是 通 过 时 间 来 计 算 。 伪 距 测 量 会 包 含 几 种 误 差 ， 如 ， 电 离 层 、 对 流 层 延 迟 和 多 路 径 误 差 。 除 了 知 道 到 卫 星 的 距 离 外 ， 接 收 机 还 需 知 道 卫 星 在 空 间 的 确 切 位 置 ， 也 就 是 “ 星 历 ” 。 每 个 卫 星 发 送 其 确 切 轨 道 位 置 的 信 息 。 G P S 接 收 机 利 用 该 信 息 精 确 确 定 卫 星 的 位 置 。 利 用 计 算 的 伪 距 和 卫 星 提 供 的 位 置 信 息 ， G P S 接 收 机 通 过 三 角 方 法 计 算 出 它 的 位 置 。 G P S 接 收 机 需 要 至 少 四 颗 卫 星 进 行 三 维 定 位 （ 经 度 、 纬 度 和 高 度 ） 和 时 间 解 算 。
G P S 接 收 机 通 过 利 用 航 空 器 已 知 的 经 、 纬 度 和 接 收 机 数 据 库 内 已 有 的 数 据 进 行 比 较 来 计 算 出 导 航 数 值 ， 例 如 ， 到 达 一 个 航 路 点 的 距 离 和 航 向 或 者 确 定 地 速 。 2 4 颗 卫 星 组 成 G P S 星 座 的 设 计 是 为 了 地 球 上 任 何 地 方 的 用 户 在 视 界 内 都 可 以 看 到 至 少 5 颗 卫 星 。 接 收 机 使 用 遮 蔽 角 ( 在 水 平 面 之 上 能 够 使 用 卫 星 的 最 低 角 度 ) 以 上 的 最 少 4 颗 卫 星 的 数 据 。 G P S 接 收 机 通 过 接 收 机 自 主 完 好 性 监 视 （ R A I M ） 来 核 实 G P S 信 号 的 完 好 性 （ 可 用 性 ） ， 以 确 定 是 否 有 卫 星 提 供 了 错 误 的 信 息 。 除 了 导 航 所 需 的 卫 星 外 ， 在 视 界 内 必 需 有 另 外 1 颗 卫 星 以 使 接 收 机 执 行 R A I M 功 能 ； 这 样 实 施 R A I M 功 能 要 求 在 视 界 内 至 少 有 5 颗 卫 星 ， 或 者 4 颗 卫 星 加 上 气 压 高 度 表 （ 气 压 辅 助 ） 来 检 测 完 好 性 的 异 常 。 气 压 辅 助 是 利 用 非 卫 星 输 入 源 增 强 G P S 完 好 性 的 方 法 。 为 确 保 气 压 辅 助 可 用 ， 当 前 的 高 度 表 设 定 必 须 按 照 使 用 手 册 的 要 求 输 入 到 接 收 机 中 。 不 同 接 收 机 的 R A I M 信 息 会 有 一 些 差 异 。 一 般 来 说 有 两 种 类 型 的 指 示 。 一 种 是 指 示 没 有 足 够 数 量 的 卫 星 提 供 R A I M ， 另 一 种 是 指 示 R A I M 检 测 出 超 过 当 前 飞 行 阶 段 限 制 的 潜 在 误 差 。 没 有 R A I M 能 力 ， 飞 行 员 就 不 能 确 定 G P S 定 位 的 准 确 性 。 一 些 卫 星 接 收 机 能 够 隔 离 不 良 的 卫 星 信 号 并 在 导 航 解 算 时 剔 除 该 信 号 ， 该 过 程 称 为 “ 失 效 探 测 和 排 除 （ F D E ） ” 。 为 隔 离 不 良 的 卫 星 信 号 和 继 续 提 供 有 效 的 导 航 信 号 ， F D E 要 求 在 视 界 内 有 6 颗 卫 星 或 者 在 有 气 压 辅 助 时 有 5 颗 卫 星 。 3 . 3   G P S 频 率 频 率 G P S 工 作 频 率 有 两 个 ： 1 1 5 7 5 . 4 M h z （ 民 用 ） 和 1 2 2 7 . 6 M h z （ 军 用 ） , 信 号 采 用 圆 极 化 方 式 传 输 。 3 . 4   G P S 系 统 组 成 系 统 组 成   &   通 信 流 程 通 信 流 程 G P S 包 含 三 大 组 成 部 分 ： 空 间 部 分 、 地 面 控 制 部 分 以 及 机 载 用 户 部 分 。
空 间 部 分 空 间 部 分 （ 空 中 卫 星 群 ） 是 由 2 4 颗 导 航 卫 星 组 成 。 这 些 卫 星 距 离 地 面 约 2 0 0 0 0 公 里 ， 分 布 在 6 个 轨 道 平 面 上 ， 每 个 平 面 上 有 4 颗 卫 星 。 这 样 任 何 时 候 在 视 界 内 都 有 5 颗 卫 星 。 G P S 卫 星 发 送 伪 随 机 码 调 制 的 时 间 信 号 ， 并 经 机 载 接 收 机 处 理 后 得 到 卫 星 的 位 置 和 状 态 数 据 。 通 过 得 到 卫 星 的 精 确 位 置 ， 并 与 卫 星 上 的 原 子 钟 时 间 精 确 同 步 ， 机 载 接 收 机 可 以 精 确 地 测 量 出 每 颗 卫 星 信 号 到 达 接 收 机 的 时 间 ， 从 而 确 定 航 空 器 位 置 。 地 面 控 制 部 分 地 面 控 制 部 分 （ 地 面 支 持 网 ） 由 监 测 站 和 控 制 站 组 成 ， 用 于 保 证 卫 星 位 置 和 时 钟 的 精 确 性 。 地 面 控 制 系 统 由 5 个 监 测 站 ， 3 个 注 入 站 和 1 个 主 控 站 组 成 。 机 载 用 户 部 分 机 载 用 户 部 分 （ 用 户 设 备 ） 包 括 天 线 和 机 载 卫 星 接 收 处 理 器 （ 带 有 数 据 库 ） ， 为 飞 行 员 提 供 航 空 器 位 置 、 速 度 和 精 确 的 时 间 信 息 。 要 进 行 水 平 导 航 （ 2 维 定 位 ） 在 视 界 内 至 少 要 有 3 颗 卫 星 。 要 进 行 水 平 和 垂 直 导 航 （ 3 维 定 位 ） 则 在 视 界 内 至 少 要 有 4 颗 卫 星 。
地 面 支 持 网 ： 监 控 卫 星 并 根 据 测 算 结 果 向 卫 星 提 供 时 间 改 正 参 数 、 卫 星 星 历 等 资 料 。   空 中 卫 星 群 ： 卫 星 接 收 来 自 地 面 站 的 信 息 ， 并 向 用 户 发 射 以 C ／ A 码 和 P 码 调 制 的 、 带 有 时 间 信 息 和 卫 星 星 历 等 导 航 参 数 的 1 5 7 5 ． 4 2 M H z 和 1 2 2 7 ． 6 0 M H z 两 种 载 波 频 率 的 信 号 。   用 户 设 备 ： 接 收 卫 星 发 射 的 时 间 信 号 和 卫 星 轨 道 信 息 ， 求 得 卫 星 位 置 ， 利 用 时 间 信 号 和 伪 码 相 关 测 量 卫 星 到 测 者 的 伪 距 ， 并 由 计 算 机 解 算 用 户 位 置 、 速 度 等 参 数 。 0 x 0 4   G P S 定 位 伪 造 定 位 伪 造 & 劫 持 劫 持 4 . 1 环 境 搭 建 环 境 搭 建 玩 S D R 有 下 面 三 款 硬 件 平 台 ： H a c k R F 、 B l a d e R F 、 U S R P
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