（2013-08-30）如果GPS只是讓你目前的方向偏離三度，可能踏上什麼險境？研究人員只要用低廉成本就能做出山寨版的導航訊息，可能有哪些隱憂與商機？
（Brain.com 2013-08-30）今年六月地中海，一艘超級豪華遊艇「白玫瑰」號，在義大利南方航行，船上裝有先進的導航系統，接收GPS定位資訊，靜靜的維持在預定的航道前進。
航行一段時之後，在沒有警訊，船長與船員毫不知情之下，遊艇漸漸偏離了預定的航道，航向前面的危險水域。如果繼續，可能與別的船碰撞、可能擱淺，後果不堪設想，這艘價值八千萬美元（約合新台幣24億）的遊艇，也將毀於一旦。
「白玫瑰」White Rose 號超級豪華遊艇（圖片取自網路）
當然船難沒有發生，因為這僅是一個實驗。
美國德州大學教授Todd Humphreys，是GPS專家，呼籲大家重視GPS的安全，為了證實GPS的潛在問題，他指導幾名研究生製作了一個山寨GPS的發射器，把信號發射到GPS接收器，用假的信號替代真GPS的信號。在家實驗成功之後，得到白玫瑰船長的協助，在他的船上實驗。
幾名研究生上船之後，開始發射與GPS識別相同，但微弱的山寨信號，等到山寨信號與真的GPS信號同步之後，山寨發射器就加大能量，漸漸壓過真的GPS信號，控制了船上的導航系統。
遊戲開始！研究生就發射偏離預定航線3度的信號，船長並沒有感覺異常，例行的依據山寨信號的指示，把船的航行方向調整了3 度，讓船「正常」航行，實際卻偏離了航道。這個土製山寨GPS發射器，僅用2,000美元。
「白玫瑰」號被山寨GPS的錯誤訊息影響，掉了方向
GPS（Global Positioning System）如眾所周知，是衛星導航系統，衛星發射信號，地面接收器藉衛星的信號計算出所在地的座標，與地圖結合顯示地理位置。
GPS由美國軍方從1970年代陸續發展，1994年才全部完成，但民用僅開放100公尺誤差的的低準確度，2000年柯林頓總統進一步開放，把誤差縮小到10公尺，十幾年來各方面的研發，把誤差縮的越來越小，現在普遍用到車輛與手機。
GPS的運作原理，是用24顆衛星，均勻分布，以等速、固定軌道繞地球運轉，每顆衛星在任何時間都知道相對的地面位置，而地面上任何一點，都能接收到四顆衛星的信號。每當地面接收到一顆衛星的信號，就計算信號傳送的時間，信號是電波以光速傳播，可以從傳送的時間算出距離，也就是衛星與接收點的距離。
因為衛星知道相對的地面位置，同樣可以算出衛星對地面的垂直距離，所以一個直角三角形有了兩邊（衛星對接收點的距離、與衛星對地面垂直點距離），就可以算出接收點與衛星相對地面位置的距離。
但衛星信號是輻射的，接收點並不知道衛星地面位置在哪一個方位，所以要用第二、第三，甚至第四顆衛星來繼續運算，幾顆衛星的交叉點，就是接收點的正確位置。
GPS是仍在發展中的的技術，不但要繼續減低誤差，也要減低建築物製造的通訊死角、以及電磁波的干擾。GPS的信號除了軍用的P碼加密之外，民用的C/A碼完全公開，衛星信號的內容、傳送頻率、運算邏輯，大家都拿得到，只要有技術，誰都可以接收信號使用，差別在誤差的大小而已。但製造愚弄人的山寨版就容易多了，雖然有許多防範的理論，卻仍待執行。
這裡說的山寨，是指愚弄（Spoofing），不同於干擾（Jamming），干擾是發出擾亂信號，讓GPS收不到正確的信號無法使用；但愚弄是送出錯誤，能覆蓋GPS的信號，接收器仍然正常運作，實際上導航方位已經偏離。
愚弄不代表劫持，遊艇3度偏離是船長根據山寨GPS轉的方向，GPS的信號不能直接控制遊艇的航行。
電影《達文西密碼》裡的藍登教授（Tom Hanks 飾演），不斷被人知道行蹤之後，找到一個銅板大的GPS追蹤器。Humphreys教授說，類似的產品必然越做越小、也越來越便宜，買一大把黏到家裡零碎東西上，免得以後找不到。
但相反的會有更多如藍登教授被追蹤的人，不厭其煩，到目前為止民間私下使用尚無法可管，這時山寨 GPS就派上用場，引開追蹤信號。
又是高科技的一刀兩面，怎麼平衡，繼續挑戰。請看Todd Humphreys去年二月在TED上精彩的15分鐘分享。
※本文取材自2013年8月26日「那福忠週一論壇：山寨 GPS 把豪華遊艇導向險境」。對本文有任何看法，歡迎寫信到frank.na@gmail.com
