Desarrollo de una herramienta para la ocultación y spoofing de señales GPS

Abstract

Este Trabajo Fin de Máster presenta el diseño y validación de una plataforma experimental, económica y completamente replicable que pone de manifiesto la fragilidad del sistema GPS civil frente a interferencias intencionadas. El objetivo dual es, por un lado, evidenciar mediante ensayos prácticos el impacto de ataques de jamming y spoofing sobre receptores reales y, por otro, ofrecer una herramienta docente e investigadora que permita analizar estas amenazas en entornos académicos sin recurrir a equipamiento especializado de alto coste. La metodología combina hardware SDR de bajo precio (PlutoSDR y HackRF One) con software libre —GNU Radio, gps-sdr-sim y GNSS-SDR— en un recinto interior aislado para garantizar la legalidad de las emisiones. Se implementó un jammer de ruido gaussiano centrado en 1 575,42 MHz y un spoofer que retransmite tramas IQ sintéticas generadas a partir de efemérides RINEX actualizadas; todo el sistema puede montarse con un presupuesto inferior a 250 €.

Los resultados muestran que el jamming interrumpe el fix GNSS en menos de cinco segundos y que el spoofing desplaza la solución de posicionamiento más de 100 m sin activar alertas internas, confirmando la escasa resiliencia del estándar L1 C/A. La plataforma, alineada con los ODS 4, 9 y 10, facilita la enseñanza activa, la evaluación de contramedidas y el debate sobre la necesidad de autenticación de señal y algoritmos de detección robustos. Entre las líneas futuras destacan la automatización mediante contenedores, la incorporación de osciladores disciplinados y la extensión a constelaciones multibanda, así como una versión en la nube para experimentación remota.

This Master’s Thesis introduces an affordable, fully reproducible experimental platform that exposes the vulnerability of the civil GPS service to deliberate interference. The work pursues a twofold goal: first, to demonstrate through hands-on experiments the impact of jamming and spoofing attacks on real receivers; and second, to provide a didactic and research tool that can be deployed in academic settings without expensive, proprietary equipment. The testbed combines low-cost software-defined radio hardware (PlutoSDR and HackRF One) with open-source software —GNU Radio, gps-sdr-sim and GNSS-SDR— inside an RF-shielded indoor environment that keeps emissions within legal limits. A wide-band Gaussian-noise jammer centred at 1 575.42 MHz and a spoofer that replays synthetic IQ frames generated from up-to-date RINEX ephemerides were implemented; total system cost is below €250. Experimental results reveal that the jammer suppresses the GNSS fix in under five seconds, while the spoofer can smoothly displace the receiver’s computed position by more than 100 m without raising integrity alarms, underscoring the weak protection of the L1 C/A signal. The platform, aligned with SDGs 4, 9 and 10, enables active learning, empirical evaluation of counter-measures and an informed discussion on the urgent need for authenticated signals and robust anomaly-detection algorithms. Future work includes full container-based automation, disciplined oscillators for higher stability, multi-constellation capabilities and acloud-hosted version that supports remote experimentation.