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404 Media 53일 전

미군 GPS, 20년간 숨겨진 암호 방송국으로 기능해

IMP
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핵심 요약

영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 정보보안 전문가 스티븐 머독(Steven Murdoch) 교수는 미군이 지난 20년간 전 세계 GPS 위성을 이용해 군사용 암호화 키를 은밀하게 전송해 왔다는 증거를 발표했습니다. 스마트폰을 포함해 GPS를 사용하는 모든 기기가 알지 못하는 사이에 이 숨겨진 정부 신호를 수신해 온 셈입니다. 이는 기존의 번거로운 수동 암호키 분배 방식을 대체하는 전파 키 분배(OTAR) 체계와 완벽히 일치하는 타임라인을 보여주며 보안 및 인프라 연구 측면에서 중요한 의미를 갖습니다.

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정보보안 전문가 스티븐 머독(Steven Murdoch)에 따르면, 미군은 지난 20년 동안 공용 GPS를 이용해 글로벌 암호화 네트워크용 코드를 조용히 방송해 왔으며, 이로 인해 각 위성이 숨겨진 '숫자 방송국(numbers station)'으로 변모했을 가능성이 높습니다. 머독는 Inside GNSS에 게재된 새로운 기사에서 이번 연구 결과를 상세히 설명했습니다.

이는 GPS를 사용하는 모든 기기가 수년 동안 숨겨진 정부 정보를 수신해 왔으며, 군부대 외부의 그 누구도 지금까지 이 사실을 몰랐음을 의미합니다. 런던 대학교(UCL)의 보안 공학 교수이자 정보 보안 연구 그룹의 책임자인 머독는 '서브프레임 4, 페이지 17(Subframe 4, Page 17)'로 레이블링된 176비트 GPS 시퀀스가 전 세계 군 요원에게 암호화 키를 전달하는 펜타곤의 무선 분배(Over-the-Air Distribution, OTAD) 네트워크의 암호화된 자료라는 증거를 제시했습니다.

머독는 404 Media와의 통화에서 "군사용 GPS 신호에 접근하기 위한 키를 분배하는 용도로 쓰인다는 증거는 이제 매우 강력하다"고 말했습니다. 그는 군대에 "키를 로드할 수 있는 특수 수신기"가 있으며 "아마도 이 특수 메시지를 해독할 능력이 있을 것"이라고 덧붙였습니다.

새로운 기사에서 머독는 "세계에서 가장 성공적인 내비게이션 신호 내에 잊혀진 176비트 슬롯이 사실은 가장 조용하고 가장 중요한 방송이었던 것으로 밝혀졌다"고 설명했습니다. 머독는 유럽우주국(ESA) 자금 지원을 받는 프로젝트를 진행하며 원시 GPS 데이터용 디코더를 작성하던 대학원생 시절인 10년 이상 전에 이 시퀀스를 처음 발견했습니다.

그는 "서브프레임에 무작위로 보이는 데이터가 있다는 것을 알아차렸다"며 "사양을 확인해 보니 조금 특이하다고 생각했다. 명백한 패턴을 찾기 위해 약간의 데이터를 녹음했지만, 이는 프로젝트의 주요 임무가 아니었기에 넘어갔다"고 회상했습니다. 처음부터 그는 데이터가 너무 무작위적이었기 때문에 서브프레임 필드에 암호화된 전송이 포함되어 있을 것이라고 의심했습니다.

머독는 "무작위 데이터는 자연에서 얻기가 실제로 매우 드물다"며 "이것을 발견했다면 누군가가 무작위로 설계한 것이거나, 아니면 암호화된 데이터일 수 있다. 나는 암호화된 데이터가 가장 유력한 설명이라고 생각했다"고 말했습니다. 그는 수년 동안 틈틈이 서브프레임 분석으로 돌아왔고, 2023년에는 스택 익스체인지(Stack Exchange)에 그 내용에 대한 추측을 요청하기도 했습니다. UCL의 석사 과정 학생인 아흐메드 캄루딘(Ahmed Kamruddin)이 2025년에 이 프로젝트를 추가로 발전시켰습니다.

그리고 올해 머독는 독일 지과학 연구 센터(GFZ Helmholtz Centre for Geosciences)에서 보관 중인 2007년 이후의 공개 아카이브 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GNSS) 녹음을 분석하며 몇 주에 걸쳐 퍼즐의 마지막 조각을 맞추었습니다. 이 데이터 세트에는 서브프레임 4, 페이지 17에 대한 1,200만 건 이상의 관측 데이터가 포함되어 있었고, 3,994개의 고유한 176비트 메시지가 도출되었습니다.

이 데이터 모음에서 머독는 2010년 2월에 나타나 10년 이상 수십 개의 위성을 통해 간헐적으로 방송된 패턴을 포함하여 키가 반복되는 '센티넬(sentinel)'을 정확히 찾아냈습니다. 머독는 이 특정 센티넬이 2011년 5월 26일 몇 시간의 시간 내에 가동 중인 31개의 모든 위성에서 전송되었으며, 이는 잠재적으로 새로운 운영 시스템의 가동을 알리는 것일 수 있음을 발견했습니다.

그는 작전 날짜가 적힌 2015년 발표 자료를 포함한 기밀 해제 문서들을 상호 참조하여 이 타임라인이 군사용 무선 분배(OTAD) 및 무선 키 재설정(Over-the-Air Rekeying, OTAR)의 도입 시기와 완벽하게 일치한다는 것을 확인했습니다. 머독는 "타임라인과 발표 자료, 그리고 데이터에서 자동으로 식별된 변곡점이 완벽하게 일치했다"며 "이것이 바로 내가 '이것이 바로 그 용구다'라고 확신하게 된 결정적인 증거(smoking gun)였다"고 말했습니다. 이러한 자동화된 시스템은 번거로운 암호화 키 자료의 수동 분배를 대체하여 전 세계 군사용 GPS 수신기가 원활하게 작동하도록 했습니다.

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🌘 Subscribe to 404 Media to get The Abstract , our newsletter about the most exciting and mind-boggling science news and studies of the week. The U.S. military has likely been quietly broadcasting codes for its global encryption network using public GPS for nearly 20 years, turning each satellite into a hidden “numbers station,” according to Steven Murdoch, an information security expert, who detailed his findings in a new article in Inside GNSS . That means every device that uses GPS has been receiving hidden government information for years, and nobody outside the military knew it until now. Murdoch, a professor of security engineering and head of the Information Security Research Group at University College London, presented evidence that a 176-bit GPS sequence labelled “Subframe 4, Page 17” is encrypted material from the Pentagon’s Over-the-Air Distribution (OTAD) network, which delivers cryptographic keys to military personnel around the world. “I think the evidence that it's for key transmission—for use in distributing the keys for accessing the military GPS signals—is pretty strong now,” Murdoch said in a call with 404 Media. He noted that the military has “specialized receivers that have the ability to have keys loaded into them” and “presumably have the ability to decrypt these special messages.” In his new article, Murdoch described how this “forgotten 176-bit slot in the world’s most successful navigation signal turned out to be its quietest and most consequential broadcast.” Murdoch first spotted the sequence more than a decade ago while he was a graduate student tasked with writing a decoder for raw GPS data while working on a project funded by the European Space Agency. “I noticed that there was this random-looking data present in the subframe,” he recalled. “I looked at the specification, and thought that was a little bit unusual. I recorded a bunch of it to look for any obvious patterns, but that wasn't the main role of the project, so we moved on.” From the beginning, he suspected that the subframe field contained encrypted transmissions because the data was so random. “Random data is actually very unusual to get in nature,” Murdoch said. “If you see it, either it's been carefully designed to be random—but then, why is someone sending out random data?—or it's encrypted data. I thought encrypted data is by far the most likely explanation.” He returned to the subframe on and off over the years, and solicited guesses about its content on Stack Exchange in 2023. Ahmed Kamruddin, a master’s student at UCL, developed the project further in 2025. Then, this year, Murdoch put the last pieces of the puzzle together over several weeks by analyzing open archive Global Navigation Satellite System (GNSS) recordings collected since 2007 and kept by GFZ Helmholtz Centre for Geosciences. This dataset included more than 12 million observations of Subframe 4, Page 17, yielding 3,994 unique 176-bit messages. Within this corpus, Murdoch pinpointed key-repeating “sentinels” including a pattern that appeared in February 2010 and was broadcast on and off across dozens of satellites for more than a decade. Murdoch discovered that this particular sentinel was transmitted by all 31 operational satellites within a window of a few hours on May 26, 2011, potentially heralding the activation of a new operational system. He confirmed that this timeline coincided with the rollout of the military’s Over-the-Air Distribution (OTAD) and the Over-the-Air Rekeying (OTAR) by cross-referencing declassified documents, including a 2015 presentation about the dates of the operation. “There was a perfect match between the timeline and that presentation and the change points that were automatically identified from the data,” Murdoch said. “That was the smoking gun that made me think: This is what it's for.” These automated systems replaced the cumbersome manual distribution of cryptographic keying material, allowing military GPS receivers around the world to be rekeyed remotely through satellite broadcasts rather than through onsite procedures. For the next 11 years, this expansive rekeying operation was overlooked in public GPS data. In 2022, the system entered a new phase, according to Murdoch’s analysis. The dominant sentinel pattern began to fade out and was replaced by new message formats, including broadcasts carrying a distinctive "TEXT" prefix that has gradually spread across the constellation. Murdoch isn’t sure what explains the recent transition, though it could be a possible modernization of the infrastructure or the introduction of a new protocol. But to him, the bigger takeaway is that the signals were always available for anyone willing to take a closer look, a discovery that suggests that there could be more revelations hidden for the cryptographically curious among us. “Every receiver in the world decodes Subframe 4, Page 17,” Murdoch said in his new article. “Almost none of them have ever looked at it. The lesson generalizes: There is more to learn from the bytes already arriving at our antennas than from the bytes we wish were specified differently. The data are publicly available. The signal is overhead, twice a day, every day.” “Every GPS satellite is a numbers station,” he concluded. “The receivers were always listening. We just had not been.” 🌘 Subscribe to 404 Media to get The Abstract , our newsletter about the most exciting and mind-boggling science news and studies of the week.