Kisiwa kinachojiandaa kwa vita visivyoonekana

Harald Hauglin ni mwanamume mweye urefu kuliko wastan, mwenye ndevu za kijivu,huvalia miwani yenye fremu nyembamba na ana tabasamu la kijanja.

Nilipokutana naye mwezi Septemba mwaka 2024, kwenye mfuko wa koti lake maalum la kuonekana kwa urahisi ambalo ni lazima kuvaliwa kikazi, alikuwa na beji yenye picha ya sungura mweupe anayekimbia huku akiwa ameshikilia saa, kama yule anayejitokeza katika filamu ya Alice in Wonderland.

Hauglin ni mhandisi mkuu wa sayansi za vipimo au metrology ya muda na idadi ya marudio katika Huduma ya Vipimo ya Norway, taasisi ya serikali inayohusika na kuhakikisha usahihi wa vipimo nchini humo.

Lakini Hauglin pia anajulikana kama "mtaalamu wa taa za kaskazini", jina la utani alilopewa miaka miwili iliyopita wakati wa tukio la Jammertest.

Jammertest hafla ambayo huandaliwa kila mwaka na mamlaka za Norway. Ni tukio ambalo hufanyika hadharani, linalohusisha majaribio ya kuvuruga na kudukua mifumo ya mawasiliano, na hufanyika katika kisiwa cha mbali, takriban kilomita 300 kaskazini mwa Mstari wa Aktiki.

Lengo lao ni rahisi lakini la kushangaza, kutumia mawimbi ya setilaiti kubadilisha muda wenyewe na kujaribu iwapo vipokezi vya vifaa mbalimbali, kuanzia saa hadi droni, vinaweza kustahimili shinikizo hilo.

Kiini cha jaribio hili ni kuwa na teknolojia inayowezesha mawasiliano katika sehemu kubwa ya ulimwengu wetu wa kisasa wa kidijitali au Mfumo wa Kimataifa wa Urambazaji kwa Satelaiti (GNSS).

Kurekodi muda

Mara nyingi tunafikiria mitandao ya satelaiti kama GPS kuwa ni mifumo inayotumika hasa kwa ajili ya urambazaji. Hata hivyo, inatekeleza jukumu jingine muhimu vilevile kama kutuma ishara za mawimbi za muda sahihi Zaidi.

Mitandao ya umeme, miundombinu ya mawasiliano, masoko ya hisa, huduma za usafiri na sekta nyingine nyingi hutegemea uoanishaji unaotolewa na GNSS.

Lakini utegemezi huu wa miundombinu ya GNSS pia unaleta "udhaifu mkubwa".

Mawimbi ya satelaiti ni dhaifu na yanaweza kuzimwa au kutekwa na mawimbi mengine yenye nguvu zaidi na yenye nia mbaya

Tangu Urusi ilipoanzisha uvamizi wake mkubwa nchini Ukraine, aina hii ya mwingiliano imeongezeka kwa kiasi kikubwa.

Athari zilizoonekana wazi zaidi, zimekuwa katika sekta ya usafiri wa anga.

Mwezi Mei mwaka huu, ndege ya Jeshi la Anga la Uingereza iliathiriwa na kuingiliwa kwa mawimbi ya GPS karibu na mpaka wa Urusi.

Mwezi Septemba mwaka wa 2025, shirika la usafiri la Uswidi lilisema kuwa aina hii ya kuingiliwa limekuwa jambo la kawaida.

Serikali ya Norway sasa ni miongoni mwa serikali nyingi zinazojitayarisha kwa hali ambapo GNSS inaweza kuwa 'udhaifu wa kimkakati.'

Je, inawezekana, basi, kujiandaa dhidi ya shambulio linalolenga mtazamo wetu wenyewe wa muda na anga?

Kila mwaka, wahandisi, wanafizikia na maafisa kadhaa husafiri hadi Mstari wa Aktiki ili kutafuta jibu.

Jammertest, jaribio kubwa zaidi

Tukio la Jammertest hufanyika katika kijiji cha Bleik, kwenye kisiwa cha Andøya, kisiwa kidogo kilicho mbali ambacho hutumiwa mara kwa mara kwa ajili ya utafiti wa mwangaza za kaskazini (Northern Lights).

Eneo hili lenye mandhari ya kuvutia linafanana na kambi ya majira ya kiangazi ya wahandisi. Mandhari ya kuvutia ya Aktiki huongeza mvuto wake. Hata hivyo, madhumuni ya tukio hilo ni ya muhimu sana.

Nilipotembelea Jammertest, tukio hilo lilikuwa limetimiza takribani mwaka wake wa tatu rasmi, ingawa wazo la kufanyia majaribio vipokezi vya kibiashara vya GNSS ili kuchunguza namna vinavyoitikia mwingiliano mkali wa mawimbi kwa makusudi si jambo geni.

Kwa miaka mingi, jeshi la Marekani limekuwa likifanya majaribio katika White Sands Missile Range, New Mexico, ili kuchunguza namna vipokezi hivyo vinavyoitikia pale mfumo wa GNSS unapobadilishwa au kuingiliwa.

Hata hivyo, majaribio hayo yanaendeshwa chini ya udhibiti mkali, ikiwemo udhibiti wa taarifa zinazoweza kutolewa kwa umma baada ya majaribio hayo kukamilika.

Norway inatumia njia tofauti: imejenga tukio hilo kwa kuweka mashindano ya udukuzi au ethical hacking, ambayo ni maarufu katika sekta ya teknolojia. Katika mashindano hayo, wataalamu hutafuta udhaifu katika usalama wa mifumo ya kompyuta ili kuiboresha.

Jambo muhimu ni kwamba majaribio haya hufanywa hadharani, mbele ya mtu yeyote anayezuru Andøya, na washiriki hushirikiana na kubadilishana matokeo na waliohudhuria, kutoka kwa maafisa wa serikalini na sekta ya kibiashara ,usiku wa mwisho wa tukio hilo.

Katika siku nilizohudhuria Jammertest mwaka wa 2024, nilikaa karibu na Hauglin katika Kituo cha Jamii cha Bleik, nikijitahidi kutomwagia kahawa vifaa vya gharama kubwa vya kielektroniki, wakati yeye na wenzake wakitekeleza mashambulizi ya kuigiza.

Kazi hiyo ilihusisha kutuma taarifa za uongo kwenye vipokezi vilivyowekwa katika aina mbalimbali za vifaa, kuanzia ndege na magari hadi mashine za viwandani, kuwaeleza mahali vilipo na, mara nyingi, saa iliyo sahihi.

Hebu fikiria hivi, ikiwa ungekuwa unasoma makala haya ukiwa mjini London mwezi Septemba 2026, udanganyifu wa GNSS ungeweza kukupa taarifa za uongo, kwa mfano, kwamba uko Lima na kwamba ni Septemba 2017.

Vitisho vikuu

Kuna aina mbili kuu za kuingiliwa kwa mfumo wa GNSS.

Ya kwanza ni kuzuiwa kwa mawimbi au jamming, ambayo huhusisha kuziba au kuzidi nguvu mawimbi ya GNSS hadi huduma hiyo ishindwe kufanya kazi.

Ya pili ni spoofing, ambayo inahusisha kuteka au kuingilia mawimbi ya redio na kutuma taarifa za uongo kuhusu eneo na muda kwa kifaa cha kupokea mawimbi ya GNSS.

Mashambulizi hatari zaidi dhidi ya GNSS yanaweza kutokea katika mazingira mawili.

Hatari ya kwanza kubwa ni jamming au kuzuiwa kwa mawimbi kkwa muda mref. Hali hiyo inaweza kusababisha mfululizo wa matatizo, huku usawazishaji wa kidijitali unaowezesha utendaji wa dunia yetu ya kisasa ukianza kuvurugika.

Muda ambao gridi ya umeme au mfumo wowote wa kisasa wa kidijitali unaweza kuendelea kufanya kazi kwa usawazishaji bila kufikia GNSS unategemea kiasi cha fedha ambacho serikali au kampuni imewekeza katika kujenga miundombinu halisi ambayo, bila GNSS.

Kwa kiasi kikubwa, miundombinu hiyo inajumuisha mchanganyiko wa saa za ardhini na nyaya za nyaya za optiki zinazotumika kusambaza mawimbi ya muda kwa usahihi wa hali ya juu.

Hali ya pili, ambayo ni mbaya zaidi, ni shambulio la kisasa la spoofing linalotekelezwa taratibu na kwa siri, kiasi kwamba haligunduliwi wala kuzuiwa. Kutokana na hali hiyo, mifumo ya akiba hushindwa kuwashwa.

Kimsingi, hili ni shambulio la kisiri linalotumia udanganyifu wa muda, ambalo linaweza kuyumbisha mifumo ya kidijitali kwa wakati mmoja.

Aina zote mbili za mashambulizi hulenga mawimbi ya muda ya GPS na huhusisha kiwango cha juu sana cha udanganyifu au uingiliaji wa mawimbi, kinachoweza kulinganishwa na mashambulizi magumu zaidi ya mtandao.

Haya pia ndiyo aina za mashambulizi ambazo Hauglin na Huduma ya vipimo ya Norway, pamoja na kampuni nyingi zinazotoa huduma za usawazishaji wa muda kwa mifumo ya viwandani, hukutana Andøya ili kuzifanyia majaribio.

Lengo ni kuchunguza ni kwa kiwango gani mifumo mikubwa ya kidijitali inaweza kustahimili shambulio kwa muda mfupi na mrefu.

Kwa mfano, kubaini ni kwa muda gani mitandao ya umeme na mitandao ya simu inaweza kuendelea kufanya kazi kabla hali haijaanza kuvurugika kwa kiwango kikubwa.

Kudanganya Muda na Eneo

Katika siku ya kwanza ya Jammertest 2024, majaribio mawili ya safari za ndege yalifanyika, moja likihusisha helikopta ya uokoaji ya Norway na jingine likihusisha ndege ndogo iliyokuwa ikiendeshwa na mwanachama wa Eurocontrol, chombo cha Ulaya kinachohusika na usalama wa anga.

Niliweza kuona jinsi udanganyifu wa mawimbi ya GNSS ulivyotuma taarifa za uongo kwenye vipokezi vya ndege zote mbili, na kusababisha kuundwa kwa njia za safari ambazo hazikulingana na njia halisi ambazo marubani walikuwa wakifuata.

Katika mfumo wa kufuatilia safari za ndege, nafasi ya helikopta ilionekana kusogea katika mizunguko mingi iliyopishana.

Baadaye, mfumo huo ulionyesha jinsi ndege ya majaribio ya Eurocontrol ilivyokuwa ikichora maumbo ya ajabu angani, ikifanya mizunguko mikali na ya ghafla.

Lakini kwa uhalisia, ndege hiyo ilikuwa ikifanya mizunguko mipana na laini juu ya mji huo.

Asubuhi iliyofuata, nilimwona Hauglin akifanya jaribio la hali ya juu zaidi la kuingilia mawimbi.

Kwa muda wa dakika 40, yeye na wenzake waliongeza taratibu nguvu ya vifaa vya kutengeneza mawimbi bandia ya GNSS, wakiimarisha mawimbi ya udanganyifu sawa na kuongeza taratibu shinikizo kwenye mfumo huo kwa kujaza mawimbi bila mfumo wenyewe kugundua hitilafu.

Ni kama kumpika chura kwa moto mdogo.

Kadiri mawimbi kutoka kwenye antena iliyofichwa yalivyozidi kuwa na nguvu, skrini iliyokuwa ukutani juu yetu ilionyesha eneo hilo kwenye Google Maps.

Hatua kwa hatua, alama iliyokuwa ikionyesha eneo tulilokuwepo ilianza kusogezwa kwa udanganyifu kuelekea Bahari ya Norway.

Muda ni silaha

Athari kwenye saa zilikuwa vigumu kuzitambua bila kutumia vifaa maalum vya kisasa.

Ili kufuatilia mkengeuko uliyosababishwa na uingiliaji wa mawimbi yaani, namna saa iliyosawazishwa na GNSS inaweza kuanza kutofautiana taratibu na muda halisi ilikuwa muhimu kulinganisha muda wa GPS na marejeleo ya muda yasiyokatizwa.

Marejeleo hayo yalipatikana kupitia nyaya za nyuzi za optiki zilizofikishwa kwenye kipokezi cha GNSS kilichokuwa upande mwingine wa mlima, mahali ambapo kilikuwa salama dhidi ya uingiliaji wa mawimbi.

Nilichungulia juu ya bega la Hauglin alipokuwa akinionyesha grafu iliyorekodi tofauti kati ya muda wa saa iliyokuwa imechezewa au kufanyiwa ukarabati na muda wa marejeleo, huku tofauti hiyo ikipimwa kwa nanosekunde (nanoseconds)

Hauglin anasema, tatizo ni kwamba mara nyingi tunauchukulia muda kuwa kitu cha kawaida, na kwa hakika hatupendi kuufikiria kama silaha.

Je, udukuzi unaweza kuzuiwa?

Mifumo mipya za kuchukua nafasi ya mifumo ya GNSS au kuimarisha mifumo hiyo zinaendelea kupendekezwa na kutengenezwa.

Je, unakumbuka yule sungura kwenye shati la Hauglin? Mbali na kuwa ni marejeleo ya mhusika katika kitabu cha Lewis Carroll, Alice in Wonderland, pia anawakilisha White Rabbit, mfumo wa usawazishaji wa muda wa usahihi wa hali ya juu uliotengenezwa na kampuni ya CERN, nchini Uswisi, ambao unauwezo kutoa usahihi wa muda wa chini ya nanosekunde moja.

Mfumo huu na mifumo mingine ya usawazishaji mara nyingi huondoa utegemezi wa satelaiti kwa kutumia nyaya za nyuzi za optiki na saa za atomiki kama marejeleo.

Aidha, mifumo hiyo ni migumu zaidi kudukuliwa.

Hata hivyo, karibu kila mtu niliyezungumza naye alikubaliana kwamba hakuna mfumo mmoja mbadala unaoweza kutoa huduma zote zinazotolewa kwa sasa na mifumo ya GNSS.

"Hakuna suluhisho la kichawi. Ndiyo maana tunahitaji mchanganyiko wa mifumo," anasema Dana Goward, ambaye kama mwanzilishi mwenza wa Resilient Timing and Navigation Foundation, amekuwa akitetea sera za kulinda GPS tangu mwaka 2013.

Mnamo 2024, Goward aliniambia kwamba kwa maoni yake, spoofing itaendelea kuwa tatizo kubwa zaidi "ni rahisi na ya gharama nafuu," nakuongezea kuwa ni moja ya hatari kubwa na inaweza hata kutokea kutoka kwenye mifumo yenyewe ya GNSS.

Mwezi Juni 2026, hofu hizo zilionekana kutimia wakati kundi la wataalamu lilipoonya kwamba satelaiti za Urusi zilituma mawimbi ya kuingilia kutoka angani, na kuvuruga mawimbi ya GPS barani Ulaya kwa vipindi vifupi.

Hapo awali, uingiliaji wa mifumo ya GNSS ulikuwa ukizuiliwa zaidi katika eneo fulani au karibu na mpaka, kwa sababu mawimbi ya redio yanayotoka ardhini yana uwezo mdogo wa kufika mbali.

Sasa, kwa kuwa uingiliaji pia unatoka angani, hakuna eneo wala kifaa kitakachokuwa nje ya uwezo wa kufikiwa au kudukuliwa.

Tukio la Jammertest kwa washiriki inahusisha kwa njia isiyo ya moja kwa moja kujiandaa dhidi ya hatari ya aina fulani ya shambulio kutoka Urusi.

Kiwango cha usalama na uwepo wa maafisa wa huduma za kijasusi za Norway haukuonekana wazi.

Hata hivyo, uwazi huo pia ni sehemu ya madhumuni ya tukio hilo.