북한의 GPS 전파교란 ‘초보적 Jamming 기술’

▲ 미국 록히드마틴사 GPS. (사진= GPS.gov)

[SNS 타임즈] 최근 ICT 기술을 잘 모르는 기자들이 쓴 북한의 GPS 전파 교란에 관한 기사가 전문성이 부족하고 미흡한 부분이 있어 좀 더 기술적인 팩트 위주로 재정리해 다루고자 합니다.

북의 망나니들이 원폭과 수폭? 시험, 미사일 발사, 사이버공격 등에 이어 GPS 전파 교란 공격까지 시도하고 있습니다. 이처럼 북은 가능한 모든 공격을 시도할 만큼 저질이고 집요합니다.

GPS는 국가인프라에 시간과 위치정보를 제공하는 시스템으로 미국방성에서 운영하고 무료로 제공합니다. 유럽, 러시아, 중국은 미국에 종속되지 않기 위해 Galileo, GLONASS, Compass라고 명명된 GPS 시스템을 독자적으로 운영하거나 구축하고 있습니다.

우리나라는 여전히 미국방성의 GPS를 이용하고 있습니다. 일상생활에서 많이 사용하는 네비게이션 단말, 이동통신기지국, 전투기, 전차, 호위함, 잠수함, 고속정 등 군사용장비 뿐 아니라, 민간항공기, 어선 등에서 광범위하게 사용되고 있습니다.

GPS는 2만km 상공 6개 궤도면에 24개 위성이 동작하고 있으며 일반적으로 한 지점에서 6개위성을 관측할 수 있습니다.

GPS위성은 주기적으로 자신의 위치와 신호발사시 시각 정보를 송출합니다. 그러므로 GPS수신기는 3개 이상의 GPS 신호를 수신하면 Time of Arrival(ToA)과 '삼변측량’ 방식으로 현재 위치를 계산할 수 있습니다.

GPS위성에서 발사시각(위치정보까지 포함)과 GPS수신기에서의 도착시간 차이를 알면 전파속도가 일정하므로 현재 위치를 포함하는 원궤적을 그릴 수 있고, 이런 궤적 3개를 같은 평면 위에 그리면 3개 궤적이 만나는 지점이 현재 위치를 나타냅니다.

물론 3개 신호만 수신해도 위치계산이 가능하지만 오차 보정을 위해 4개 이상을 수신하는 것이 유리합니다.

북쪽에서 GPS Jammer를 사용해서 전파방해를 할 수 있는 이유는 GPS수신 신호레벨이 -130dBm으로 극히 낮은데다 주파수, 신호 형태 등이 공개되어있고 상용(L1밴드)의 경우 암호화도 돼있지 않기 때문입니다.

북한에서 송출하는 신호 레벨은 -70~90dBm으로 10만배 이상 잼머 전파 신호 레벨이 높습니다. 북한은 해주, 연안, 금강, 평강 등지에서 GPS 교란 전파를 발사하고 있습니다. 북에서 사용하는 GPS Jammer는 10W 정도의 출력을 L1(1.57542 GHz)대역에서 만들어 남쪽으로 송출하면 휴전선 근방에는 영향을 미치게 됩니다.

북한이 GPS Jammer장비를 러시아로부터 도입했다는 설이 있지만 Jammer기술이 아주 단순하기 때문에 자체 제작도 충분히 가능합니다.

북의 GPS 방해 전파는 지상에서 발사하므로 멀리 가지 못해 영향이 제한적입니다.

군용장비나 여객기 등은 별도의 백업 항법장치와 Anti Jammer 장치를 갖추고 있습니다. 특히 군은 2010년 이후 현재까지 4차례 북한의 GPS 재밍 공격을 받았기 때문에 그간 많은 노력과 비용을 GPS Anti Jamming 분야에 투자해 왔습니다. 군사비밀 이어서인지 자세한 Anti Jamming 솔루션은 공개하지 않고 있습니다.

통신사업자들은 기지국 GPS수신안테나에 차폐시설과 정확도가 높은 자체 클럭을 갖추고 있습니다. GPS 재밍 전파는 지상에서 발사되는데 비해 GPS신호는 위에서 내려오는 전파 도래각이 차이나는 원리를 사용해서 차폐할 수 있습니다.

GPS 전파 교란은 지금처럼 더 레벨이 높은 전파를 발사해 GPS신호를 수신하지 못하게 방해하는 GPS Jamming 공격 말고도 좀더 정교한 GPS Spooping공격과  GPS Meaconning이 있습니다.

GPS 스프핑은 자신이 GPS위성인 것처럼 위장해 거짓 GPS정보를 송출하는 것이고 GPS 미코닝은 진짜 GPS신호를 수신한 후, 일정시간 지연 후 재전송하므로 결과적으로 잘못된 위치정보를 제공하는 것입니다.

그 결과 어선의 경우 위치를 이탈하여 북으로 월경할 수도 있습니다. 실제로 중동지역에 이라크가 GPS Spooping기만으로 미군 전투기를 자국의 공항에 착륙시킨 사례가 있었습니다.

그러나 지금 북의 GPS전파교란 공격은 초보적인 GPS Jamming수준에 머무르고 있는 것 같습니다.

국토교통부에서는 항공기와 선박용으로 중파대 전파를 이용하는 e-Loran시스템을 구축 시도했는데, 세계적으로 시스템 상용화 사례 등이 없어 추진이 지지부진합니다.

만약 e-Loran 송출국이 국내에 여러개 구축되면 송출신호 출력이 높아서 북에서 Jamming하는게 원천적으로 불가능해집니다. 주관부서인 미래창조과학부는 적극적인 방어 대책은 언급하지 않고 위기대응경보(관심-주의-경계-심각)만 발령만 하면서 피해가 발생하는지 모니터링만 하고 있습니다.

앞으로 미국에 전적으로 의존하는 GPS에 대해 국가 차원의 안보, 경제, 군사 등 다양한 관점에서의 대책 마련이 필요한 시점입니다.

<이상일 논설고문, silee0405@hanmail.net>

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