如何利用光纤通讯窃取数据? | 科技环境 | DW | 29.06.2013
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科技环境

如何利用光纤通讯窃取数据?

世界上大量数据通过光缆传播,这些数据也经常遭到监听窃取。很多时候整个窃取过程神不知鬼不觉,在技术上却并不难实现。

Rot leuchtende Glasfaserkabel sind am Donnerstag (24.11.2011) am Rande einer Fachtagung für die Breitbandversorgung in Norddeutschland in Zarrentin in einem Demonstrationsaufbau für häusliche Glasfasernetze zu sehen. Für norddeutsche Dörfer mit langsamen Internetzugang will der erste Glasfaser-Tag Mecklenburg-Vorpommerns und Schleswig-Holsteins nach Wegen auf die Datenautobahn suchen. Foto: Jens Büttner dpa/lmv +++(c) dpa - Bildfunk+++ dpa 28335098

Rot leuchtende Glasfaserkabel

(德国之声中文网)几乎每个国家都希望自己的驻外情报组织跟踪他国的电子通讯信息。跨国操作的网络运营商也必须向各国的主管部门提供自己的光纤电缆接口。单就此而论,英国"时态"监听项目获取英国本土光纤电缆上的信息,在程序上是完全合法的。

光和电的互相转换

想要秘密获取光缆上的数据,有一定的技术难度。要搞清具体如何运作,先得了解光纤电缆数据传输的细节:一根普通的陆地光缆由144条单独的玻璃纤维组成,而海底光缆则最多由8条单独的玻璃纤维组成。电子数据首先通过激光转换为超短光脉冲,发出有光/无光的二进制信号。光波作载波将信息从一端传至另一端。当光波到达光纤末端时,又再次被转化为电脉冲。

一秒钟内通过一根玻璃纤维的超短光脉冲约为100亿,每根纤维每秒传载的数据量可以达到1.2至5千兆字节。不过现实生活中,光纤还从未被满负荷应用,每秒的实际传载量约合1到5张普通商业光盘的数据量。

光缆的数据加强器

随着距离的增加,光缆数据的信号也减弱。大约每80公里必须重新加强信号,柏林弗劳恩霍夫协会海因里希-赫兹研究所的兰格(Klaus-Dieter Langer)介绍表示。增强信号主要是通过一个所谓的再生器。海底光缆也同样配备了再生器,而这些海底再生器和光纤电缆一样,通过铺建在海底的铜电缆供电。

再生器正是光纤数据传播的薄弱点。再生器上,玻璃纤维不再被打包在一起,每根纤维都必须单独进行信号扩增,导致光纤电缆很容易被窃听,虽然并非轻而易局,但窃取数据被简化为"技术问题"。

不过如果有所准备,网络运营商其实可以检测到数据窃取。"所需要的是非常敏感的仪器",兰格说,"每当信号强度突然下降时,可以收到通知"。

如何应对数据海洋?

当间谍突破了技术障碍,成功窃取了光缆上的数据,他仍然面临巨大挑战:必须对大量的数据进行评估。越快做越好,即便一根运行中的玻璃纤维只使用了其50%的承载量,它在一个小时内传输的数据量也达到10兆兆(TB)。兰格表示,由于存储器并不是无限大,如何在一个小时内将这10兆兆数据评估过滤,尽快找到所需信息,这是一项"技术活"。

很多数据还需要先解密。而要解密,先要将数据缓存下来。无论如何,情报人员必须要非常有选择性地工作,才不至于迷失在数据的海洋里。兰格因此推测,情报人员主要关注某个运营商的几条"内容丰富"的玻璃纤维,而非一根光缆上的所有玻璃纤维。"寻找具体的内容意义更大,比如电子邮件、电话等。"

Das Spezialschiff MS Innovator. (undatierte, neuere Aufnahme). Spezialschiffe wie die MS Innovator verlegen leistungsfähige Glasfaserkabel, die Datenautobahnen im Meer. Sie sind mit modernster Technik wir Global Positioning System, Funkvermessung und Echolot ausgerüstet. Zur Ausrüstung gehört auch ein Kabelpflug. Mit einigen tausend Kilometern Kabel in ihrem Tank machen sie sich auf den Weg. Das Kabel wird dabei Meter für Meter in einer genau berechneten und geplanten Strecke verlegt. Dabei muss die hochsensible Faser ausreichend geschützt sein. Hierzu pflügt der Kabelpflug das Glasfaserkabel bis etwa 1500 Meter Meerestiefe in den Meeresboden ein. In größeren Tiefen wird das Kabel nur auf den Meeresboden verlegt. Die Deutsche Telekom ist weltweit an 80 digitalen Land- und Seekabelsystemen mit einer Gesamtlänge von rund 390.000 Kilometern beteiligt.

负责海底光缆安装维护的专业船只

深海窃听战?

只有当大容量服务器可以立即对获取的数据进行分析,数据窃取才有意义。因此兰格对于新近被媒体热炒的美国潜艇窃听事件--美国斥巨资打造间谍潜艇"吉米·卡特"窃听海底通信光缆--持怀疑态度。"这情景听起来挺冒险",兰格说。混沌电脑俱乐部(Chaos Computer Club)的弗兰克(Peter Franck)不同意兰格的观点。他认为有关潜艇的报告"绝对可靠"。他表示,窃听海底光缆是绝密的行为,"永远不会得到公开报道",而美国官方目前也没有对窃听的指控作出反驳。

弗兰克表示,通过潜艇将数据传输至陆地服务器的方式很多。例如,工作人员可以先对数据进行就地筛选,压缩后通过普通的无线电发回服务基地。另外也可以在海底设置一台数据记录仪器,截取数据后再将仪器运出来。弗兰克肯定地称,各大情报机构的这些国际海底光缆最受各大情报机构的关注,因为很大比例的国际通讯都通过这些光缆传输。

作者: Fabian Schmidt 编译:万方

责编:李鱼

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