(七)

          就用法来说,GPS 最主要的还不是定位,而是授时。首先和最主要的,GPS 是一个完美无缺的时钟,永远在线、永远精准、永远免费。
   

 通常我们用的是 UTC 时间(协调世界时,已取代原先的格林尼治标准时)。由于地球自转逐渐变慢(主要是受潮汐的影响),所以 UTC 每隔几年要加一秒,以和太阳时对准。但 GPS 的计时是从 1980 年 1 月 5 日跳到 1 月 6 日的那一刻开始的,它没有闰秒,所以这么多年运行下来,GPS 信号的时间已经和 UTC 相差了几秒。不过在 GPS 信号中,通常都有这个时间差值的信息,这样 GPS 接收仪(比如手机)就可以根据这个时间来调整。
   

 比如我们现在使用的电话系统,都是需要 GPS 授时才能确保信号传输的。电话都需要多路复用(Multiplexing),而要保证多路复用不出问题,时间必须有统一的调校。在电话系统的演进中,人们逐渐发现,只有 GPS 的授时才能满足电话系统的需要,所以今天我们的固话系统都是用 GPS 技术。
    

对于手机系统来说,时间的准确就更重要了。一个基站把每个电话信号移交给下个基站时,需要绝对的时间精准。汉弗菜斯的团队通过三十分钟的钓鱼卫星信号发送,就能让一个基站的时间发生误差。据说法国阿尔卡特公司的人来找汉弗菜斯,说他们手机系统采用的特林布尔接收仪不可能被钓鱼,汉弗菜斯立即买了一个,然后迅速就破解了。
    

同样的,智能电网技术也需要 GPS 系统的授时,所以,如果有人蓄意用钓鱼 GPS 信号来破坏信号传输,也会导致电网的崩溃。理论上来说,电网的同步相量单元只要时间错误在二十六点五微秒以上,就会造成全网的问题。汉弗菜斯也证明了,这一点是可以用钓鱼信号做到的。
    

今天的金融市场,主要股票交易所至少一半的交易是电脑自动完成的。对于掌管高频交易的交易员来说----高频交易本身就是要利用市场整体还没有反应过来的信息差来盈利----每一微秒都意味着差别。高频交易员甚至都用减少自己的电脑和交易所电脑之间物理距离的方式来减少交易传输时间,他们的交易需求是纳秒级的。很多交易员没有选择原子钟方案,而是选择 GPS 方案来授时,他们也很容易遭到钓鱼攻击。
    

2010 年 5 月 6 日,美国股票市场发生著名的闪崩事件(2010 Flash Crash):在短短三十六分钟内,标准普尔 500指数、道琼斯工业指数和纳斯达克都发生了闪崩,其中道琼斯创下盘中单日最大跌幅(998.5 点,将近 9%)。股指随后“V”形反转,很快基本收复失地。
    

对于这一股市闪崩的成因,目前美国官方是把矛头对准在伦敦的英国交易员萨劳(Navinder Singh Sarao),认为他利用程序下大单影响指数后又同时撤销,是导致此次闪崩的主要原因。萨劳被从英国引渡到美国,面对包括“意图操纵市场”在内的二十二项罪名指控。
    

汉弗菜斯在美国国会听证时指出,高频交易至少要承担部分的责任:目前很多高频交易的电脑算法中,一旦接到时间戳不对的信息,都会立即逃离市场,“拥有服务器的高频交易员不喜欢无法解释的市场行为,他们不像老派交易员那样会继续留在市场内,他们第一时间就会拔掉插头”
    

汉弗莱斯认为,像攻击智能电网一样,金融市场也可以利用 GPS 来发动攻击。比电网更可怕的是,电网至少还有区间隔离,但全球金融市场已经融为一体,一荣俱荣一损俱损。
    

正因为以上所提到的种种不安全,美国也在考虑一旦 GPS 系统受到攻击时的备用方案。现在最受青睐的备用方案恰好就是之前被 GPS 取代的 LORAN 系统。最新一代的 LORAN 系统叫 ELORAN,由于它的信号要比 GPS 信号强一百三十万倍,所以要钓鱼破解它会非常困难
   

 它的缺点是陆基,所以不能覆盖全球。美国一度准备给这一项目拨款,但最后取消了。不过印度、俄罗斯、荷兰、韩国等都开始采取这一系统作为 GPS 的备份,每天要有五百艘船只通过英法之间的多佛海峡,现在也用 ELORAN 系统----因为 GPS 系统太容易被攻击了,这样繁忙的海峡一旦被攻击不可想象。
    

GPS 还存在“自我欺骗”问题。你如果在 Google引擎上搜索 GPS Spoofer (GPS 钓鱼欺骗器),第一个出来的是一个在 Google 应用商店的 APP,名字叫 Fake GPS GO Location Spoofer Free,它能骗过所有的社交媒体,让大家以为你就在巴黎埃菲尔铁塔或者纽约时代广场。利用这个,你无需物理出国,就能看到在别国可以免费看的版权内容。比如说,BBC 的视频内容在英国是可以免费看的,但在中国不行,如果用这些应用骗过手机 GPS,让应用程序以为你在伦敦,那你就可以看了。
   

 GPS 的另一重要用途是追踪。所谓 GPS 追踪器,就是一个 GPS 接收仪加定期记录传输位置的设备。高通公司如今是手机界鼎鼎大名的一家公司,但它 1980 年代就是靠做追踪器起家的。在很短的时间内,他们就签下了一百个大货车公司,帮助追踪一万五千辆货车:货车司机被要求输入自己的方位,车上的卫星小锅把信号传输回高通总部,高通再转发给货车公司管理高层。
   

 随着蜂窝网络的发展和价格的降低,GPS 追踪成为更现实的解决方案。美国统计调查局的数据显示,1992 年到 1997年间,装有电子追踪器的火车从百分之十左右增加到百分之二十五。到 2005 年,GPS 追踪着一百三十万辆各式车队车辆。超过一百辆车的大车队,有半数以上已经采取 GPS 追踪监管技术。对于那些三百五十辆车以上的超大车队,这个比例达到了百分之六十。
    

经济不景气时,车队更要装这个:要监管,才能避免浪费汽油,也避免司机磨洋工。大部分购买了车队管理系统的公司,都说他们在一年内就收回了投资。GPS 追踪器的另一重要作用,是电子监管假释犯人。
   

 对罪犯的电子监控设备,最早并没有采取 GPS 系统,而是用无线电技术。哈佛大学的心理学家拉法尔·施威茨格贝尔把一些无线应答机装在高处,而志愿者的皮带上则别着两磅重的盒子,里面是一个接收仪。志愿者的位置每隔三十秒更新一次,可以显示在一个电子屏幕上。
    

不过当时的社会反响并不好,因为大家感觉这对私人隐私侵犯太多了----哪怕对象是罪犯。采用了 GPS 技术的电子追踪器就是 GPS 接收仪加某种会定时传送方位的通信设备,也面临同样的问题。

有关电子监控(包括给疑犯的车辆装电子追踪器)是否符合美国宪法第四修正案的规定,一直是最高法院的一个争议点。宪法第四修正案规定,禁止无理地搜查和扣押,搜查和扣押状必须有相当理由的支持,未经疑犯允许装上追踪器,是否属于无理搜查?