dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Продолжаем развивать тему сложных радиоэлектронных атак, затронутую в двух заметках ранее (это заметки о “радиоэлектронных вторжениях” и “атаках на вскрытие управления“). Вкратце: речь идёт о том, можно ли не просто ставить “помеху на отказ в обслуживании” комплексу, не просто готовить сложную активную помеху, а вообще дистанционно вмешиваться в управление комплексом, дезинформируя его операторов (понятно, что грубую помеху операторы тут же видят, то есть она сама по себе демаскирует действия атакующей стороны).

Вообще “радиофизические” побочные эффекты работы микроэлектроники постоянно сбрасывают со счетов при рассуждениях о возможностях активной помехопостановки. Но ещё интереснее, что “побочные эффекты” обязательно есть и на другом уровне, на уровне архитектурной реализации используемых протоколов обмена. Сами по себе эти протоколы, может быть, и хорошо защищены, на уровне “чистой математики”, но конкретная инженерная реализация – хромает и создаёт уязвимости.

По вполне понятным причинам, примеры давайте возьмём не из области систем ПВО, а из другой области. Так, наработан целый пучок использующих аппаратные особенности работы микропроцессоров атак на реализации RSA, AES и других широко распространённых криптосистем. Это именно атаки на конкретные реализации алгоритмов, использующие, например, анализ характеристик энергопотребления процессора во время работы процедур шифрования/дешифрования или умело эксплуатирующие работу кеша процессора в многопотоковой среде ОС. Грубо говоря, сам криптографический алгоритм весьма стоек (например, RSA с длинным ключом), но во время вычисления шифрованных данных “внешние признаки” работы процессора позволяют атакующему получить важную дополнительную информацию, с помощью которой с небольшими вычислительными ресурсами можно систему взломать.

Другой пример: известна атака на защищённые сети Wi-Fi (Wi-Fi chopchop), которая основана на том эффекте, что многие точки доступа Wi-Fi по-разному отвечают на верный по структуре, но “не авторизованный” пакет, и на пакет с ошибкой в структуре (в атаке используются контрольные суммы). Понятно, что речь о пакетах данных в эфире. Такое поведение устройства позволяет атакующему свободно изменять “по кусочкам” перехваченные пакеты и тестировать изменённые пакеты на “верный/дефектный”, частично раскрывая содержимое трафика, даже не зная ключа доступа (собственно, атака вообще не направлена на ключ, но позволяет читать данные).

Да, рассуждая на затронутую тему, можно заметить, что общедоступные коммуникационные устройства проектируют гражданские инженеры – и это другая ситуация, отличная от разработки военного оборудования. Отчасти это так. Но, с другой стороны, военные системы, во-первых, используют либо те же самые процессоры (см. пример с криптосистемами и процессорами), либо близкородственные процессоры – индустрия тут становится всё более “однородной”. Во-вторых, тот же Wi-Fi вполне себе используется в системах вооружений (там просто немного другой стандарт на защищённость оборудования). Ну и ситуация сильно меняется, если речь – о системах “на экспорт”: всё ж работать с “коммерческим железом” – проще, дешевле, удобнее, а для экспортных систем ограничения специальных военных гос. структур, обусловленные национальной безопасностью, отменяются. А кроме того инженеры-программисты “разных заказчиков” бывают очень схожи.

Так что судите сами, насколько же реальны “вторжения в систему управления комплекса ПВО”.

В Штатах опять зондируют тему с реальной идеей ПРО: когда гиперзвуковые беспилотники перехватывают МБР сразу после старта, на начальном этапе полёта.

Вот в The New York Times проф.Tеодор Постол (Theodore Postol) предлагает использовать в качестве элемента ПРО такую схему: малозаметный самолёт-носитель патрулирует на достаточно большом расстоянии от района размещения пусковой установки МБР; после старта ракеты противника, с борта самолёта-носителя стартуют гиперзвуковые перехватчики, настигающие ракету и уничтожающие её.

Конечно, схема предлагается для перехвата единичных “гипотетических ракет”, запущенных со стороны, например, Ирана или Северной Кореи. Но при этом ничего не мешает на следующем шаге “смасштабировать” разработку на более сложную ситуацию, когда ракет много и они не такие “простые”. Вообще, по своей гибкости и эффективности эшелон ПРО, построенный из гиперзвуковых беспилотников-перехватчиков, базирующихся на разных носителях (авианосцы, подводные лодки, дирижабли), не имеет равных.

Я как-то писал про гиперзвуковые беспилотники и ПРО – тема продолжает развиваться.

АРМС-ТАСС пишет:

Китай активно работает над созданием аналога российского палубного истребителя Су-33, используя в качестве образца самолет Т10К советских времен, купленный 4 года назад у Украины. Об этом заявил эксперт по проблемам обороны и безопасности в Восточной Азии, главный редактор журнала “Канва дифенс ревью” Андрей Чан.

Как говорится – кто бы сомневался. При этом понятно, что в контексте собственной стратегической безопасности интеллектуальная собственность Китай вряд ли хоть сколь-нибудь волнует. Нужен собственный самолёт для собственного авианосца – скопируют неплохо. Тем более, что опыт очень богатый. Не ясно только как с двигателями, потому что там максимальные сложности в копировании – нужны сложные технологии производства деталей.

Важнейшее направление развития вооружения истребителей после Второй Мировой – это возможности по атаке цели за пределами видимости. Понятно, что для создания этих возможностей пришлось разработать и реализовать “в металле и композитах” хорошие радары, хитрые системы управления вооружением, ракеты “воздух-воздух” большой дальности. Истребителям Второй Мировой подобное вооружение вообще не было доступно. Даже на реактивных истребителях ракеты тогда использовались неуправляемые и только в прямой видимости цели (например, по бомбардировщикам противника с борта Me 262).

Интересно, что когда обсуждают современную ситуацию со сверхдальними бортовыми радарами и ракетами “воздух-воздух”, часто упускают из виду психологический момент. Возможно, пилоту истребителя, чтобы интуитивно почувствовать боевую ситуацию, нужно увидеть самолёт противника глазами, и именно сам самолёт: невнятная группа отметок на ИЛС или дисплее для мозга не подходит. Цель, взятая системой управления вооружением на сопровождение и летящая где-то там в трёх десятках километров впереди, это одно. Визуальный контакт – совсем другое. Психологическое восприятие ситуации тут, как ни крути, будет совсем разным. А именно это восприятие определяет то, какие решения принимаются пилотом. Ну вот, скажем, пилот стремится к визуальному контакту и маневренному бою, как к более прогнозируемой (привычной?) ситуации. Соответственно, ракеты большой дальности тут успеха не добавят, они просто оказываются не нужны.

Вопрос: следует ли отсюда вывод, что ключевой момент воздушного боя за пределами видимости – психология пилотов? Если так, то в стратегическом выигрыше будет тот, кто первый подведёт нужный психологический базис. Потому как технологии, позволяющие вести воздушный бой “за пределами видимости”, уже есть вполне отлаженные.

Кстати, пример: в наземной ПВО перехват без визуального контакта, только по “отметкам на экране” – уже давно самая обычная практика.

На картинках ниже (это компьютерная графика, конечно) – ожидания МО Великобритании на тему боевых систем не столь уж и отдалённого будущего. Верхняя картинка – наземный бронированный робот (возможно, телеуправляемый на первом этапе). Вернее, это трио роботов, даже квартет. Потому что внутри большого колёсного изделия размещается небольшой беспилотник, который при необходимости вылетает и проводит разведку/целеуказание. И там же, внутри крупного носителя, размещается ещё один миниатюрный самоходный наземный робот, вооружённый. При этом сам больший собрат может делиться на две части, наверное, достаточно автономные. Как там будет на самом деле – не ясно, представлена не более чем картинка.

Нижняя картинка: некий синтез вертолёта и самолёта, тоже беспилотный. Предполагается, что данный “мутант” будет взлетать вертикально, используя винт. В отличие от только что описанного колёсного “авианосца”, летающий трансформер выглядит совсем уж фантазией: практической пользы от такой сложной реализации не много.

(Credit: UK MoD)

Блог dxdt.ru продолжает выходить, хоть и образовался небольшой перерыв. Вот, кстати, уже буквально через несколько лет мы увидим дирижабли в качестве ключевого элемента ПВО, предназначенного для борьбы с крылатыми ракетами. Так-то: дирижабли против ракет.

Почему? Потому что крылатые ракеты становятся всё быстрее (готовят новые мощные и универсальные сверхзвуковые ракеты) и всё хитрее (перспективные ракеты малозаметные, летающие по сложной траектории). Именно с помощью дирижаблей можно уверенно обнаруживать подобные цели (ракеты) на достаточном расстоянии от прикрываемого объекта, а тут подлётное время очень важно: если десять секунд до прилёта, то, в общем-то, обнаружение “прилетающего изделия” особого смысла не имеет.

Дирижабль патрулирует на большой высоте (вон они рекорды устанавливают во всю), а с большой высоты маловысотные крылатые ракеты неплохо видно на фоне земли, если смотреть правильным радаром, установленным на дирижабле. Более того, чем быстрее ракета летит, тем, в общем случае, легче её увидеть. Дело не только в “доплеровском сдвиге”: у сверхзвуковых и, особенно, гиперзвуковых ракет есть выдающие их ударные волны и “спутный след”. (Подробности со ссылками – позже.)

Про возрождение дирижаблей я писал раньше, кстати.

Как трубят СМИ, в Атлантическом океане “стало тесно” и столкнулись подводные лодки: французская и английская. Вообще, лодки сталкиваются не так уж и редко, особенно если учитывать отношение суммарного “объёма лодок” к объёму вод мирового океана, в которых они могут плавать. Почему так происходит?

Потому, что все эти подводные лодки, с одной стороны, пытаются быть “абсолютно невидимыми” для “конкурентов”, и в то же время, с другой стороны, проводят хитрые “игры” по обнаружению и введению в заблуждение лодок этих самых “конкурентов”. Всё это приводит к намеренным сближениям, а сближения – к столкновениям. Так что дело не в мнимой тесноте.

Вот. А главный вопрос тут, конечно, такой: французы с англичанами сами не разобрались, кто там где – или им просто помогла третья подлодка, с помощью хорошо спланированного трюка?

(Фото: UK MoD)

В комментариях верно упоминают “сетецентрический подход”, который предполагает, что, например, ракеты “воздух-воздух” могут в полёте не только получать корректирующие команды с того или иного истребителя, но и вообще дистанционно перенацеливаться, обмениваясь при этом информацией в двух направлениях.

Перенацеливание в полёте – очевидная важная функция. Скажем, семь-восемь ракет, одновременно выпущенных по сложной цели (типа F-22), могут большей частью пропасть, если цель поразила первая, а другие даже не успели промахнуться. Поэтому очень хорошо будет перенаправить оставшиеся ракеты, сохранившие энергию, на другую цель, тем более что военные воздушные цели часто летают группой.

Собственно, набор продвинутых в технологическом плане ракет и развитые информационные технологии (хоть бы и на базе “потребительских компьютеров”, размещённых на борту военно-транспортного самолёта, что сейчас можно наблюдать у китайцев) – это отличный козырь в борьбе с “пятым поколением”. (Грамотный тактический ход с одновременным использованием ракет с РЛ- и ИК-наведением, когда первая вынуждает гипотетический F-22 развернуться соплом к противнику, тем самым подставившись под ИК-головку, вроде бы уже обсуждали. Понятно, что возможность обновить целеуказание ракете с РЛ-головкой, используя данные с ИК-сенсора второй ракеты, сильно добавляет эффективности.)

(Иллюстрация к тексту отношения не имеет.)

В продолжение предыдущей заметки по теме, пара моментов. (Напомню, что речь шла о том, можно ли не просто ставить комплексам ПВО активную помеху, но вторгаться в систему внутреннего управления комплекса и активно вмешиваться таким образом в его работу.)

Момент первый: “побочные излучения”. Так, для успешного “внедрения в систему”, хорошо бы знать в каком режиме работает комплекс, что происходит у него внутри в данный момент времени. Известно, что практически всякое электронное устройство при работе излучает электромагнитные волны в окружающее пространство. Радиоэлектроника комплекса ПВО, даже не то чтобы не является исключением, а наоборот – излучает много всякого вокруг. При этом, понятно, часть систем там вообще создана для излучения зондирующих импульсов, а другая часть просто излучает из-за законов физики. Все эти “побочные эффекты” можно принимать из эфира чувствительным оборудованием и анализировать. Часто, приём возможен с большого расстояния.

Тут ещё нужно иметь в виду, что комплексы ПВО, это системы реального времени – они работают по довольно жёстким алгоритмам, привязанным к “временной диаграмме”. Поэтому, определив, в каком режиме находятся системы комплекса в данный момент, можно предсказать, решением каких задач эти системы займутся в следующие секунды. Как раз для определения действующего режима подходит анализ “утечек излучений”.

Более того, многое можно понять уже изучая “штатные” зондирующие импульсы: какие цели сопровождает комплекс, какие собирается обстреливать, сколько именно целей уже на сопровождении и т.д. Понятно, что принимать “штатные” сигналы можно, например, с борта самолёта ДРЛО. Перца в блюдо добавляет то простое рассуждение, что на борту этого самолёта можно принимать не только “прямые сигналы” передатчика радара комплекса, но и множество отражений этих сигналов (в том числе, отражения от целей, от самого комплекса и т.д.). Так что материала для компьютерного анализа много. Результаты анализа позволяют рассчитать “точки входа” для активного вмешательства.

Момент второй: почему нужно строить хитрые атаки на вскрытие внутреннего управления и на, вероятно, частичный перехват этого управления, вместо того, чтобы поставить более простую помеху, приводящую к “распаду функций” комплекса (радары не передают целеуказаний, КП отключен от пусковых установок и т.п)? Вот почему: хитрая “хакерская” атака служит для эффективной дезинформации противника, не раскрывая при этом намерений атакующей стороны, а простой вывод систем из строя сразу демаскирует и атаку и намерения.

Вот.

Можно ли средствами РЭБ не просто “поставить помеху”, а вмешаться в управление комплексом ПВО? И не использовать при этом аппаратные закладки? Вопреки ожиданиям, вполне возможно, по крайней мере в теории, не очень уж далёкой от практики. Правда, потребуются суперсовременные средства РЭБ (авиационного базирования), мощные вычислители и инструменты проведения “сетевой атаки”, связывающие несколько узлов (разведчиков и, собственно, атакующих) в единую систему.

Дело вот в чём: комплекс ПВО для внутренней связи (а там есть командный пункт, пусковые установки, радары и т.д.) может использовать радиоэфир. Например, УКВ. Авиационной системой можно внутренний сигнал комплекса принимать с большого расстояния (главное, чтобы антенна имелась подходящая). Принятый сигнал можно исследовать и “раскрыть”, если шифрование не используется или используется нестойкое шифрование (“нестойкости”, кстати, так же можно создать средствами радиотехнической разведки, но это отдельная тема).

Теперь, с помощью мониторинга “открытых” внутренних каналов связи комплекса, можно построить сложную активную помеху, то есть с помощью мощного передатчика и направленной антенны (а вернее сказать, с помощью нескольких передатчиков) создавать на приёмниках комплекса ложные сигналы, имитируя, например, работу командного пункта или встраивая “поддельные координаты” в данные целеуказания, ну или ещё какие-нибудь хитрости придумать.

Работает ли это уже на практике? Ну вот можно предположить, что что-то подобное использует Израиль.

А вот хороший истребитель нового (пятого?) поколения должен быть двухместным. Почему? Потому что кто-то интеллектуальный на борту должен управлять всем хитрым набором вооружений, сенсоров, радаров и, что главное, средствами РЭБ.

Развитие микроэлектроники позволяет напичкать самолёт богатым набором инструментов, а пилоту сложно управиться со всем этим разнообразием, потому что ещё нужно управлять полётом. Частично проблему решает развитие интерфейсов “человек-машина”. Это развитие, кстати, можно хорошо пронаблюдать, если сравнить фотографии пилотских кабин по истребителям разных десятилетий, а даже не поколений (это каждый может проделать самостоятельно): индикаторы, мониторы, новые кнопки и кнюппели.

Но, похоже, возможности бортового оборудования растут быстрее возможностей интерфейсов. Да и задачи, выполняемые истребителями, меняются. Поэтому второе место на борту для “оператора компьютерных систем” – отличное преимущество.

Впрочем, есть и другой подход. Его, например, связывают с F-35. Суть другого подхода: давайте лучше увеличим “телекоммуникационные” возможности истребителей группы, тогда пилоты смогут лучше помогать друг другу, а самолёты – делить задачи. Естественно, хорошая связь между истребителями – жизненно необходимый фактор. Вопрос лишь в том, что эффективнее: одноместные истребители с “летающей вычислительной сетью” или двухместные, с той же самой сетью?