Mokslas ir IT

2019.08.04 14:57

1,2 mln. kilometrų laidų ir kibernetinės atakos po vandeniu: kaip informacija keliauja vandenyno dugnu

LRT.lt2019.08.04 14:57

1858 m. liepos 29 d. viduryje Atlanto vandenyno susitiko du garais varomi karo laivai. Ten jie sujungė dviejų 4 tūkstančių kilometrų ilgio, 1,5 centimetro pločio kabelių galus. Tądien pirmą sykį istorijoje Europos ir Šiaurės Amerikos žemynus sujungė telegrafo linija.

Vos po dviejų savaičių Jungtinės Karalystės karalienė Viktorija telegrafu pasiuntė sveikinimą tuometiniam JAV prezidentui Jamesui Buchananui. Niujorko gatvėmis žygiavo telegrafo laidus sujungusį laivą imituojantis paradas, o virš miesto rotušės sutvisko griausmingi fejerverkai.

Karalienė Viktorija pasveikino „puikų tarptautinį dviejų šalių darbą“ ir beveik du dešimtmečius trukusių pastangų kulminaciją, o J. Buchananas pagyrė „šlovingesnį ir žmonijai naudingesnį triumfą nei kada nors buvo pasiektas karo lauke“, rašo CNN.

Tiesa, žinutė gavėją pasiekė per 17 valandų, mat viena Morzės abėcėlės raidė keliavo 2 minutes 5 sekundes, o nutiestas kabelis dėl techninių nesklandumų neveikė nė mėnesio. Tačiau tada ir prasidėjo globalios komunikacijos revoliucija.

1866 m. nauji kabeliai per minutę perduodavo jau nuo 6 iki 8 žodžių, o amžiaus pabaigoje jais per tą patį laiką nukeliaudavo jau kiek daugiau nei 40 žodžių. 1956 m. buvo nutiesta pirmoji povandeninė transatlantinė telefono linija „TAT-1“, o 1988 m. „TAT-8“ jau galėjo per sekundę perduoti 280 megabaitų – maždaug 15 kartų daugiau nei vidutinės JAV gyvenančios šeimos namų interneto ryšys. Informacija keliavo šviesolaidžiu, kuris, naudodamasis šviesa, duomenis perduoda milžinišku greičiu.

2018 m. Bilbao, Ispaniją ir JAV valstiją Virdžiniją sujungė kabelis „Marea“, o informacijos perdavimo greitis padidėjo net iki 160 terabaitų per sekundę – ryšys buvo net 16 milijonų kartų greitesnis nei vidutiniškas namų interneto greitis.

Šiandien pasaulio jūrose ir vandenynuose raizgosi maždaug 380 kabelių, kurių bendras ilgis – daugiau nei 1,2 mln. kilometrų.

Povandeniniai kabeliai yra nematoma internetą varanti jėga, kurią pastaraisias metais nemažai finansuoja tokios interneto milžinės kaip „Facebook“, „Google“, „Microsoft“ ir „Amazon“. Kabeliais keliauja beveik visa mūsų komunikacija, tačiau net ir bevielio ryšio bei išmaniųjų telefonų pasaulyje retas žino, kad jie egzistuoja.

Kadangi internetas tapo dar mobilesnis ir belaidis, neapsakomai padidėjo ir povandeniniais kabeliais keliaujančios informacijos kiekis.

„Dauguma žmonių yra nustebę“, kad didžiąja dalimi interneto ryšys vis dar yra perduodamas kabeliais, CNN kalbėjo tarptautinės telekomunikacijų įmonės „Seacom“, atsakingos už povandeninius laidus, su pasauliu jungiančius Afriką, generalinis direktorius Byronas Clatterbuckas.

„Žmonės tokie mobilūs, jie nuolat ieško bevielio ryšio, – kalbėjo jis. – Jie apie kabelius negalvoja ir nesupranta, kaip veikia šis milžiniškas laidų tinklas. Jie tai pastebi nebent tada, kai sutrinka interneto ryšys.“

Dingęs interneto ryšys

2012 m. rytinei JAV pakrantei smogęs uraganas „Sandy“ padarė maždaug 71 mlrd. JAV dolerių žalą ir suniokojo keletą pagrindinių povandeninių kabelių taškų, jungiančių Šiaurės Ameriką ir Europą.

„Tai buvo didžiausias sutrikdymas“, – pranešime nurodė „Microsoft“ globalaus tinklo strategijų vadovas Frankas Rey`us.

„Visas Šiaurės Ameriką su Europa jungiantis tinklas keletui valandų buvo izoliuotas. Įvykusi audra atskleidė transatlantinių kabelių, sutelktų prie Niujorko ir Naujojo Džersio, sutvirtinimo problemas“, – kalbėjo jis.

Siekdama apsisaugoti nuo dar vienos Niujorkui galinčios smogti audros, naujausią kabelį „Marea“ „Microsoft“ nutarė nutiesti kiek atokiau nuo Virdžinijos pakrantės ir kitų kabelių.

Tačiau dažniausiai dėl nutrūkusių laidų kalta ne gamta. Per metus atsiranda maždaug 200 kabelių gedimų, kuriuos dažniausiai sukelia žmonės.

„Du trečdalius kabelių gedimų sukelia netyčinės žmonių veiklos, žvejybiniai tinklai ir laivai, – kalbėjo telekomunikacijų rinkos tyrimų įmonės „TeleGeography“ tyrimų viceprezidentas Timas Stonge`as. – Kita didžiausiai pasitaikanti kategorija yra gamtos katastrofos – ugnikalniai ar povandeninės nuošliaužos.“

2006 m. Taivaną supurtęs 7 balų stiprumo žemės drebėjimas ir po jo sekę smulkesni drebėjimai nutraukė 8 povandeninius kabelius ir sukėlė interneto ryšio tiekimo trikdžius Taivane, Honkonge, Kinijoje, Japonijoje, Korėjoje ir Filipinuose.

Tačiau anot T. Stronge`o, daugelis žmonių apie įvykusius trikdžius dažnai net nesužino, kadangi ši pramonės šaka buvo išvystyta atsižvelgiant į galimus nesklandumus. Povandeniniais laidais ryšį tiekiančios kompanijos duomenis skleidžia įvairiomis kryptimis ir taip užtikrina, kad nutrūkus vienam laidui, nedingtų visas interneto ryšys.

Kaip tiesiami kabeliai

Kabelių tiesimas – keletą metų trunkantis procesas, kainuojantis milijonus dolerių, teigė B. Clatterbuckas.

Procesas prasideda nuo jūrų žemėlapių analizės ir geriausio maršruto paieškos. Kabelius saugiausia tiesti gelmėje ant lygaus vandenyno dugno, kur jiems netrukdo uolos.

„Kuo giliau, tuo geriau, – teigė B. Clatterbuckas. – Ištiesus laidus vandenyno gelmėje, retai iškyla kokių problemų. Jie tiesiog nugula vandenyno dugne ir ten lieka.“

Sunkiau tampa tada, kai laidai tiesiami arčiau kranto. Iš vandenyno dugno atsidūręs sausumoje, vos kelių centimetrų storio laidas privalo būti apsaugotas.

„Įsivaizduokime ilgą laistymo žarną su labai smulkiais vamzdeliais, kuriuose yra labai plono pluošto sluoksnis“, – pavyzdį pateikė B. Clatterbuckas. Žarna apgaubiama vario sluoksniu, kuris perduoda tiesioginę srovę, teikiančią energiją kabeliui ir jo retransliatoriams. Kartais srovė gali siekti net 10 tūkst. voltų.

„Pluoštas padengiamas etilo karbamatu, tada – vario sluoksniu, o tada dar kartą etilo karbamatu. Jei kabelį tiesime pagal seklią ir uolėtą pakrantę, turėsime jį apsaugoti, kad niekas jo neprakirstų“, – kalbėjo vyras.

Kai kuriose vietose kabeliai gali būti storesni už laistymo žarnas ir padengti papildomu plastiko ir kevlaro bei nerūdijančio plieno sluoksniu.

Priklausomai nuo pakrantės, pagal kurią tiesiamas kabelis, kompanijoms gali tekti statyti ir betonines tranšėjas, į kurias būtų galima įkišti laidą ir taip jį apsaugoti nuo uolų.

„Dar prieš išplaukiant kabelius tiesiantiems laivams, į jūrą išsiunčiami kiti specialūs laivai, sudarantys tos jūros dugno vietos, kurioje norima atlikti laidų tiesimo darbus, žemėlapį, – pasakojo T. Stronge`as. – Siekiama išvengti vietų, kuriose gausu povandeninių srovių, vulkaninių zonų ir tokių jūros dugno vietų, kuriose smarkiai skiriasi aukštis.“

Patikrinus maršrutą, milžiniški kabelius tiesiantys laivai pradeda ruoštis plukdyti įrangą.

„Įsivaizduokime milžiniškas laistymo žarnų rites ir krūvą senų kelioninio lagamino dydžio retransliatorių, – kalbėjo B. Clatterbuckas. – Kartais į laivą pakrauti kabelį gali užtrukti ir visą mėnesį.“

Pasak „Microsoft“, kartu su „Facebook“ finansavusios „Marea“ projektą, 6 tūkst. 600 kilometrų ilgio kabelis sveria daugiau nei 4,6 mln. kilogramų – tiek, kiek sveria 34 mėlynieji banginiai.

Šio kabelio tiesimo darbai truko ilgiau nei dvejus metus.

Tyčiniai sutrikdymai

2008 m. vasarį Šiaurės Afrika ir Persijos įlanka be išankstinio įspėjimo staiga liko be interneto ryšio.

Išsiaiškinta, kad buvo pažeisti tris povandeniniai kabeliai, nutiesti pagal Egipto pakrantę. Mažiausiai vieną iš jų – jungiantį Dubajų su Omanu – nukirto 5,4 tūkst. kilogramų sveriantis inkaras.

Tačiau niekas nepaaiškino, kaip buvo pažeisti kiti laidai, todėl kilo minčių, kad tai galėjo būti tyčinis darbas. Įvykis paviršiun iškėlė dar vieną problemą – povandeniniams kabeliams grėsmę kelia tyčinės žmonių atakos.

2017 m. dešiniojo sparno idėjų kalvės „Policy Exchange“ laikraštyje Didžiosios Britanijos įstatymų leidėjas Rishi Sunakas rašė, kad povandeninių kabelių „apsauga išlieka iššūkiu“.

„Paviršiuje (dažnai su minimalia apsauga) ir jūros gelmėse išvedžiojami laidai, nuo kurių priklauso interneto ryšys ir mūsų modernusis pasaulis, yra pažeidžiami, – R. Sunaką cituoja CNN. – Laidams kylanti gresmė nuolat didėja. Sėkminga kabelio ataka suduotų kritinį smūgį Didžiosios Britanijos saugumui ir gerovei.“

Tačiau nors su Jungtine Karalyste sujungti net 50 kabelių, B. Clatterbuckas skeptiškai vertina tyčinio ryšio nutraukimo karo metu naudą. Jis atkreipia dėmesį į tai, kad norint vienu metu nutraukti skirtingus laidus, reikėtų daug išteklių ir koordinacijos.

„Norint pakenkti globaliam interneto ryšiui arba nutraukti interneto ryšio tiekimą tam tikroje vietoje, reikėtų vienu metu nukirsti keletą laidų, – kalbėjo jis. – O tai – vienas sudėtingiausių tinklo sutrikdymo būdų.“

Anot jo, daug lengviau būtų nusitaikyti į sausumos interneto infrastruktūrą ir užpulti tinklą kibernetinėmis ar paskirstytos paslaugos trikdymo atakomis. Tačiau net ir tokiu atveju, anot B. Clatterbucko, kariuomenė ir kitos valstybės organizacijos veikiausiai turėtų palydovinių tinklo atsargų.

Šnipinėjantys povandeniniai laivai

Povandeninių kabelių šnipinėjimas nėra naujas dalykas. Šaltojo karo metu JAV povandeniniais laivais plukdė narus su specialia įranga, kurią jie prijungė prie sovietų kabelių Ochotsko jūroje ir perėmė jų komunikaciją.

Slaptas sekimas truko beveik dešimtmetį, kol informaciją apie operaciją, pavadintą „Ivy Bells“, buvęs Nacionalinio saugumo agentūros (NSA) komunikacijų specialistas Ronaldas Peltonas pardavė sovietams.

„TeleGeography“ duomenimis, šiandien daugiau nei 99 proc. tarptautinės komunikacijos keliauja optinio pluošto kabeliais, kurių dauguma nutiesti po vandeniu. Tiesti povandenines telefono linijas nebuvo lengva, tačiau prižiūrėti modernius šviesolaidžius – dar sudėtingiau.

Anot „AT&T Labs“ ir mokslininkų, kruopščiai nusitaikydami į tam tikras interneto infrastruktūros dalis, užpuolikai galėtų pašalinti tas tinklo dalis, kurių jie negali susekti, ir priversti žmones naudotis kabeliais, kuriuos jie jau kontroliuoja. Žmonės galimai net nesuprastų, kad jų ryšys tapo pažeidžiamas.

Lengviausia tai padaryti tose vietose, kur kabeliai jungiasi su sausuma. Tuo kadaise ir buvo apkaltintos JAV ir Jungtinės Karalystės šnipų agentūros, tariamai bendradarbiaudamos su privačiomis kompanijomis, kurioms priklausė kabeliai.

2013 m. „Guardian“, cituodamas NSA informatoriaus Edwardo Snowdeno pateiktus dokumentus, pranešė, kad Didžiosios Britanijos šnipų agentūra GCHQ „slaptai gavo prieigą prie tinklo kabelių, kuriais keliauja viso pasaulio skambučiai ir interneto ryšys“.

Kaip buvo nurodyta minėtuose dokumentuose, 2012 m. GCHQ kasdien klausėsi 600 mln. pokalbių telefonu ir turėjo prieigą prie daugiau nei 200 optinio pluošto kabelių.

NSA tariamai vykdė ir dar vieną panašią operaciją, pavadintą „Upstream“, kurios metu agentūra turėjo prieigą prie „optinio pluošto kabelių ir infrastruktūros, kuria sklinda informacija.“

Pati GCHQ šį įvykį komentuoti atsisakė. Pranešime NSA atstovas spaudai nurodė, kad agentūra „su misija susijusių veiksmų negali nei patvirtinti, nei paneigti“.

„Galime pasakyti, kad NSA vykdoma užsienio signalų žvalgybos misija yra kruopščiai kontroliuojama griežtai laikantis JAV įstatymų ir vykdant įvairialypę priežiūrą, daugiausia dėmesio skiriant svarbiems užsienio žvalgybos ir nacionalinio saugumo prioritetams". Atstovas pridūrė, kad „privatumas ir pilietinės laisvės yra neatsiejama NSA misijos planavimo ir vykdymo dalis“.

Anot CNN, prie laidų pritaisyti zondą ar stebėjimo prietaisą nesutrikdant šviesolaidžio darbo ir nesukeliant įtarimo kabelio savininkams būtų daug sudėtingiau.

„Tam reikėtų specialios įrangos ir kablio, kuris galėtų nugrimzti prie kabelio, jį sugriebti ir iškelti paviršiun nepažeisdamas likusios jo dalies“, – kalbėjo T. Stronge`as. Tada kabelį reikėtų nukirsti ir iš naujo sujungti taip, kad jis nesutrikdytų šviesolaidžiu sklindančios šviesos.

„Tai – sudėtinga ir tam reikia daug specialios įrangos“, – pabrėžė vyras. O kur dar ir nemenka elektros smūgio tikimybė, pasitaikanti dirbant su variniu kabeliu, kuriuo sklinda 10 tūkst. voltų srovė.

Manoma, kad kai kurios šalys bandė šnipinėti kabelius povandeniniais laivais. Anot daugelio šaltinių, kurių JAV kariuomenė niekada nepatvirtino, USS povandeninis laivas „Jimmy Carter“ turi pažangias kabelių tiesimo galimybes, leidžiančias narams ir technikams lengvai pasiekti jūrose išvedžiotus laidus.

Tačiau manoma, kad tokia veikla užsiima ne tik Vašingtonas. 2015 m. JAV žvalgybos pareigūnai pranešė, kad povandeniniai jutikliai netoliese svarbiausių komunikacijos kabelių užfiksavo priartėjusius Rusijos povandeninius laivus ir šnipų laivą, kuris, manoma, gabeno nedideles povandenines transporto priemones, kuriomis buvo ketinama sugadinti ar kaip nors pažeisti povandeninius kabelius.

Prezidento Xi Jinpingo valdoma Kinija taip pat plečia savo povandeninių laivų flotilę ir didina kariuomenę.

2016 m. Strateginių ir tarptautinių studijų centro pranešimo, kurį cituoja CNN, autoriai teigė, kad „panašu, jog Rusijos laivai, įskaitant nuotoliniu būdu valdomus arba autonominius povandeninius laivus, turi tinkamą įrangą valdyti objektus, esančius jūros dugne, ir gabenti jautrią komunikacijos sutrikdymo įrangą, skirtą pažeisti jūros dugne išvystytą infrastruktūrą.“

Autoriai pridūrė, kad „ši galimybė, be kita ko, gali atverti kelią jautrios informacijos, keliaujančios transatlantiniais kabeliais, rinkimui ir/ar kibernetinėms atakoms prieš saugias kompiuterines sistemas.“