Un sencillo truco para desmontar la red 4G de una ciudad

Las redes LTE de alta velocidad podrían ser atacadas con un aparato que cuesta 500 euros, según un nuevo estudio.

Por David Talbot

Las redes de datos inalámbricas de alta velocidad son vulnerables a una sencilla técnica de interferencia que podría bloquear el servicio en gran parte de una ciudad, según una investigación entregada a una agencia federal estadounidense la semana pasada.

La tecnología de red móvil de banda ancha LTE (del inglés, long-term evolution) se está implantando rápidamente en todo el mundo. Pero los investigadores demuestran que basta con un transmisor barato de pilas que se dirige a diminutas porciones de la señal LTE para dejar fuera de juego una gran estación base LTE que dé servicio a miles de personas. “Imagina un aparato de interferencia que cabe en un maletín, capaz de desactivar kilómetros de señales LTE, ya sean comerciales o de los servicios públicos de seguridad”, afirma Jeff Reed, director del grupo de investigación inalámbrica en la Universidad Virginia Tech (EE.UU.).

“Se puede lograr de forma relativamente sencilla”, y no sería fácil defenderse de ello, añade Reed. Si un hacker añadiese un amplificador de potencia a este montaje con intenciones maliciosas, podría desconectar la red LTE en una zona aún mayor.

Si las redes LTE tuvieran problemas, las redes 2G y 3G existentes seguirían funcionando, pero esas redes más antiguas están siendo desmanteladas poco a poco.

Reed y su ayudante de investigación, Marc Lichtman,  han descrito las vulnerabilidades en un informe presentado el jueves de la semana pasada ante la Administración  Nacional de Telecomunicaciones e Información (NTIA, por sus siglas en inglés), que aconseja a la Casa Blanca sobre políticas de telecomunicaciones e información. No hubo una reacción inmediata de la NTIA, que había buscado la opinión de los expertos sobre la posibilidad de usar la red LTE para las comunicaciones de emergencia. 

Cualquier frecuencia de radio se puede bloquear o interferir, si un transmisor envía una señal con la potencia suficiente a la misma. Pero la red LTE resulta especialmente vulnerable, según el grupo de Reed. Y es porque toda la señal LTE depende de instrucciones de control que forman menos del 1 por ciento del total de la señal.

Algunas de estas instrucciones regulan las sincronizaciones temporal y de frecuencia, que son claves y apuntalan las transmisiones LTE. “Tu teléfono está sincronizándose constantemente con la estación base” para poder recibir y reunir eficazmente trozos de información que conforman una foto o un vídeo, por ejemplo, afirma Lichtman, el ayudante de investigación que también firma el estudio. “Si consigues interrumpir esa sincronización, no podrás enviar o recibir datos”.

Hay otros siete puntos débiles como ese, afirman los investigadores, y cualquiera de ellos se podría usar para interferir en una señal LTE con un transmisor de baja potencia. “Hay numerosos puntos débiles, son posibles unos ocho ataques distintos. La señal LTE es muy compleja, está compuesta por muchos subsistemas y, en todos los casos, si te cargas un subsistema, te cargas toda la estación base”, continúa Lichtman.

Solo necesitarías un portátil y una unidad de radio barata definida por software (que puede costar tan solo 650 dólares, unos 510 euros). Después, la potencia de una batería de coche sería suficiente para interferir en una estación base de LTE. Para hacerlo habría que tener un conocimiento técnico de la complejidad del estándar LTE, pero esos estándares –al contrario que los militares- se publican abiertamente. “Cualquier ingeniero de comunicaciones podría averiguarlo”, sostiene Lichtman.

Este investigador compara la situación con la posibilidad de impedir que todos los coches, taxis y camiones circularan por Manhattan si se apagase el sistema de semáforos. “Imagina que bloqueas todos los semáforos y que nadie puede ver si están en verde o en rojo, y ya verás lo que sucede con el tráfico. Los coches se chocan y nadie consigue pasar”, explica.

Todos los modelos de última generación de teléfonos inteligentes y las principales operadoras están promocionando el paso a las redes LTE. En todo el mundo, cerca de 500 millones de personas tienen acceso a las señales de más de 100 operadores LTE en 94 países. La tecnología puede transmitir datos como el vídeo hasta 10 veces más rápido que las redes 3G. El grupo de Reed no identificó si se podía hacer algo para arreglar el problema recién descubierto. “Primero hay que poner los problemas sobre la mesa. Aunque hayamos identificado el problema, eso no significa necesariamente que tengamos soluciones”, afirma. “Es prácticamente imposible presentar estrategias de mitigación que sean también 'retrocompatibles', y cubrirlo todo”.

La tecnología LTE también se ha propuesto como la base para los sistemas de comunicación de respuesta de emergencia de la próxima generación –una propuesta denominada FirstNet, concebida después de que ciertos fallos en la comunicación de la policía y los bomberos supusieran un aumento de las bajas en los ataques terroristas del 11 de septiembre. En su informe a la NTIA, Reed afirma que unos terroristas podrían poner la red LTE en jaque para generar confusión en la respuesta de emergencia ante un ataque.

Reed explica que no se conocen casos de interferencia en las redes LTE causados por estas vulnerabilidades. Qualcomm, que vende chips LTE y es una de las empresas que desarrolló el estándar LTE no ha querido hacer comentarios sobre el tema. Ericsson, la empresa de telecomunicaciones sueca que es proveedora de gran parte de lainfraestructura LTE en el mundo -por ejemplo, de Verizon en Estados Unidos- no ha respondido nuestras llamadas para comentar sobre el asunto.

El impacto de cualquier vulnerabilidad de la LTE podría ser enorme. Según cálculos de Ericsson, la mitad de la población mundial estará cubierta por LTE para 2017. Y muchos aparatos de consumo -incluyendo aparatos de seguimiento médico, cámaras e incluso vehículos - pueden adoptar la tecnología LTE para toda una nueva ola de aplicaciones (ver “Verizon añade conexión inalámbrica 4G a casi cualquier dispositivo”).

Las comunicaciones móviles digitales se diseñaron para hacer frente a un problema de seguridad anterior. “En los viejos tiempos, nuestros estudiantes solían hacer escuchas de conversaciones en teléfonos móviles para divertirse. Era muy fácil de hacer. Y esa fue una de las motivaciones principales para desarrollar los sistemas móviles digitales”, afirma Reed. “LTE cumple bien sus funciones cubriendo esos aspectos. Pero aspectos de seguridad poco convencionales, como impedir que se pueda interferir con la señal, se han pasado por alto”, concluye.

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Batalla por el gran ancho de banda

Las redes inalámbricas luchan por satisfacer la creciente demanda de datos y descargas móviles.

Por Tom Simonite

AT&T tiene un problema en Chicago (Estados Unidos). La ciudad fue una de las primeras en ser actualizada para acoger la nueva generación de red LTE (siglas en inglés de 'evolución a largo plazo') de este proveedor de servicios inalámbricos, que incluye más datos en una misma señal de radio y ofrece velocidades de descarga mucho más rápidas. Sin embargo, unas pruebas independientes publicadas este mes mostraron que las descargas de AT&T en Chicago se producen a una velocidad menor a la mitad que la de la red LTE de Verizon. La culpa la tiene la falta de espectro radioeléctrico. Las licencias de radio de AT&T permiten utilizar solo una porción de 10 megahercios de las ondas de radio para su red LTE en Chicago, en comparación con los 20 megahercios que tiene en otras ciudades.

AT&T se enfrenta al mismo problema en Los Ángeles, y esto representa solo parte de una dificultad que enfrenta a toda la industria de las comunicaciones móviles: cómo conciliar las expectativas de los consumidores (que demandan descargas más rápidas y baratas en sus dispositivos móviles) con un espacio limitado en las ondas.

Las redes no están en peligro de quedarse sin capacidad por el momento. Los proveedores han gastado grandes sumas de dinero en comprar derechos sobre el espectro radioeléctrico, y están usando toda su creatividad para sacar más provecho de lo que ya tienen. (La velocidad exacta varía, pero una conexión LTE es 10 veces más rápida que la de una red 3G). El Gobierno federal otorga licencias sobre el espacio del espectro, y los proveedores de servicios inalámbricos y otras empresas compraron hace muchos años dichas licencias, anticipando la necesidad de ampliación.

Sin embargo, la de algún modo imprevista explosión de la demanda de ancho de banda inalámbrico, provocada por la aparición de tabletas y teléfonos inteligentes, ha hecho que sea más urgente asegurar el suministro de cara al futuro. El portavoz de AT&T Mark Siegel señala que el tráfico de red y la cartera de espectro de la compañía afectan al tipo de servicio que reciben los usuarios en las diferentes áreas. "Vamos a seguir invirtiendo e innovando para aprovechar al máximo y usar del modo más eficiente el espectro disponible a través de nuestra red", indica.

Lo más probable es que sean capaces de solucionar el problema en poco tiempo. La compañía posee un espectro no utilizado adquirido en 2006 que, en última instancia, planea utilizar para la red LTE. Recientemente ha pagado 1.900 millones de dólares (1.530 millones de euros) al fabricante de chips Qualcomm por espectro inalámbrico para dar servicio a mercados importantes, entre ellos San Francisco, Nueva York y Los Ángeles. Verizon está al mismo tiempo tratando de vender una porción de espectro que posee desde hace años y comprar otra (que considera más adecuada para la LTE) de un consorcio de compañías de cable. AT&T y T-Mobile tienen planes para reciclar parte de su espectro actualmente utilizado para las conexiones 2G (más lentas) y actualizarlo para dar servicio a las conexiones LTE y poder transportar más datos.

Con cada vez más frecuencia, los proveedores buscan tácticas creativas que alivien la presión en sus redes. "El espectro es sin duda un factor limitante, pero los proveedores también se ven limitados por otras cosas, sobre todo por la red de retorno (o backhaul)," señala Bill Moore desde RootMetrics, una empresa dedicada a recoger datos sobre el ancho de banda de la red de telefonía móvil e información sobre el rendimiento que están disponibles gratuitamente en línea. La red de retorno hace referencia a las conexiones físicas que enlazan las torres de telefonía móvil con las redes de Internet y teléfono. Todas las compañías están trabajando para mejorar su red de retorno sustituyendo el cable de cobre por fibra óptica de alta capacidad.

La obtención de los permisos necesarios para reemplazar o instalar la fibra subterránea es un proceso lento, afirma Bryan Darr, director general de Mosaik Solutions, que recoge datos sobre la cobertura de la red inalámbrica. Esta lentitud explica la alianza para conectar sus redes de Verizon con un consorcio de las compañías de cable más importantes, que fue anunciada el año pasado. "Los operadores de cable tienen una gran cantidad de cable subterráneo capaz de manejar mucho tráfico", asegura Darr. "También saben que necesitan estar conectados a la industria inalámbrica, ya que es ahí donde reside el futuro de contenidos como la televisión".

Una manera de eludir los atascos causados ​​por las restricciones sobre el espectro y la red de retorno es hacer que los teléfonos inteligentes y las tabletas usen la tecnología wifi tanto como sea posible, afirma Darr. AT&T está invirtiendo activamente en esta estrategia mediante la instalación de puntos de acceso wifi en estadios y zonas de alta densidad en Manhattan y San Francisco. Los teléfonos de AT&T más recientes se conectan automáticamente a través de wifi cuando están dentro de rango, reduciendo la carga en las torres móviles. "Una vez que funcione de forma más fluida para las llamadas y los datos, será de gran ayuda", señala Darr. Este pasado mes de febrero AT&T anunció que había trabajado con otros operadores, como China Mobile, en un exitoso ensayo de puntos de acceso wifi especiales capaces de reconocer un dispositivo autorizado y hacerse cargo de su conexión sin perder llamadas o interrumpir las descargas en curso.

Los expertos señalan que las grandes compañías están intentando cubrir las demandas de sus clientes. "De los cuatro principales operadores nacionales, tres están aumentando su velocidad", afirma Moore desde RootMetrics. El cuarto, Sprint, presentará sus primeras redes LTE este año, lo que le permitiría también acelerar su velocidad. Moore cree que hay suficiente espectro para todos, pero señala que las compañías se encuentran atrapadas en una especie de carrera armamentista con sus propios clientes. "Todo lo que veo por ahora es que las velocidades están subiendo -afirma Moore- y eso hará que el consumidor también suba su demanda". En parte como resultado de esto, casi todos los proveedores de servicios inalámbricos han ido eliminando progresivamente los planes de datos ilimitados el año pasado. Esto significa que pueden limitar el uso de ancho de banda o cobrar más por él si encuentran que la demanda de datos es superior a su capacidad para satisfacerla.

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