引言

作為一名IT專業(yè)人士和網(wǎng)絡(luò)安全愛(ài)好者，我一直對(duì)系統(tǒng)和技術(shù)的運(yùn)作方式充滿好奇——尤其是那些不輕易透露其秘密的系統(tǒng)和技術(shù)。懷著對(duì)天氣和風(fēng)暴追蹤的熱情，我常常想知道，在嚴(yán)重風(fēng)暴來(lái)襲時(shí)，緊急警報(bào)系統(tǒng)（EAS）和美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）氣象廣播是如何如此迅速地傳輸和接收警報(bào)的。在本文中，我們將探討緊急警報(bào)系統(tǒng)（EAS）、其特定區(qū)域消息編碼（SAME）格式，以及如何利用一些巧妙的編程、樹(shù)莓派和NOAA氣象廣播來(lái)模擬真實(shí)的緊急警報(bào)，作為一次網(wǎng)絡(luò)安全和無(wú)線電信號(hào)的實(shí)踐。

注意：本文內(nèi)容強(qiáng)調(diào)了一個(gè)關(guān)鍵的政府系統(tǒng)，該系統(tǒng)旨在在緊急情況下向公眾發(fā)出警報(bào)。篡改、廣播或偽造EAS中使用的受限無(wú)線電信號(hào)是違法的。本文中執(zhí)行的所有操作均在受控環(huán)境中進(jìn)行，以降低無(wú)線電信號(hào)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

什么是EAS？

如果你住在美國(guó)中西部或周邊地區(qū)，你可能經(jīng)歷過(guò)不少春季雷暴，甚至可能遭遇過(guò)惡劣天氣。如果是這樣，那么你很可能也經(jīng)歷過(guò)由政府緊急警報(bào)系統(tǒng)（EAS）觸發(fā)的老式CRT電視或收音機(jī)上發(fā)出的刺耳且令人不悅的聲音。

龍卷風(fēng)警報(bào)期間緊急警報(bào)系統(tǒng)的一個(gè)示例幻燈片和伴隨的聲音。

緊急警報(bào)系統(tǒng)正如其名：旨在在緊急情況下向公眾發(fā)出警報(bào)。然而，推動(dòng)EAS的技術(shù)是一段引人入勝的歷史，我們將在本文中深入探討。

緊急警報(bào)系統(tǒng)簡(jiǎn)史

緊急警報(bào)系統(tǒng)標(biāo)志

緊急警報(bào)系統(tǒng)于1997年1月正式啟動(dòng)，以取代其前身——1963年創(chuàng)建的緊急廣播系統(tǒng)（EBS）。EAS最初是為國(guó)家緊急情況（如核攻擊）而創(chuàng)建的，但現(xiàn)在用于傳遞來(lái)自國(guó)家氣象局的各種警報(bào)，如惡劣天氣警報(bào)。

在現(xiàn)代，EAS與無(wú)線緊急警報(bào)（WEA）、NOAA氣象廣播以及各種其他在線網(wǎng)絡(luò)饋送協(xié)同工作。這一切都被整合到FMEA系統(tǒng)中，稱為綜合公共警報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)（IPAWS）。在大多數(shù)日常對(duì)話中，由于其豐富的歷史，大多數(shù)人通常將這些系統(tǒng)簡(jiǎn)單地稱為EAS。在本文中，我們將主要關(guān)注EAS和NOAA氣象廣播，因?yàn)樗鼈冊(cè)诮邮站瘓?bào)方面使用了相似的技術(shù)。

警報(bào)是如何傳輸和接收的？

IPAWS和下游路徑系統(tǒng)的架構(gòu)圖

在現(xiàn)代，大多數(shù)政府發(fā)布的警報(bào)都是通過(guò)IPAWS網(wǎng)絡(luò)饋送發(fā)送的，廣播電臺(tái)、電視臺(tái)和有線提供商需要訂閱該饋送以轉(zhuǎn)發(fā)任何和所有國(guó)家警報(bào)。軟件開(kāi)發(fā)者可以利用IPAWS-OPEN以通用警報(bào)協(xié)議（CAP）格式（XML）接收警報(bào)。IPAWS-OPEN還可以傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家氣象局的警報(bào)。

要查看CAP警報(bào)的示例，你可以訪問(wèn)顯示國(guó)家內(nèi)任何活躍CAP格式警報(bào)的公共weather.gov API。此外，在URL后附加?area={STATE}將按提供的兩字母州名過(guò)濾警報(bào)。所有CAP信息（以及更多內(nèi)容）都在OASIS開(kāi)放規(guī)范中記錄，NWS的實(shí)現(xiàn)鏈接在此處。

此外，在美國(guó)及其領(lǐng)土上戰(zhàn)略性地布置了（截至撰寫(xiě)本文時(shí)）77個(gè)主要入口點(diǎn)（PEP）系統(tǒng)，這些系統(tǒng)會(huì)輪詢數(shù)字IPAWS-OPEN饋送，以及參與的廣播電臺(tái)、電視臺(tái)和有線提供商。這些參與者使用像Sage Digital ENDEC 3644這樣的解碼器系統(tǒng)或類(lèi)似設(shè)備。

用于EAS系統(tǒng)的SAGE Digital ENDEC解碼器圖片

然而，如果在危機(jī)期間互聯(lián)網(wǎng)變得不可訪問(wèn)，從而阻塞了對(duì)數(shù)字CAP饋送的訪問(wèn)，那么EAS的真正威力就開(kāi)始顯現(xiàn)。正如FEMA關(guān)于通用警報(bào)協(xié)議的細(xì)節(jié)中所指出的，電臺(tái)也會(huì)以“雛菊鏈”結(jié)構(gòu)監(jiān)控其他電臺(tái)的EAS警報(bào)。

特定區(qū)域消息編碼（SAME）

在FEMA關(guān)于IPAWS的網(wǎng)站上，你還會(huì)開(kāi)始發(fā)現(xiàn)對(duì)其他EAS協(xié)議的引用，如特定區(qū)域消息編碼（SAME）和那些令人不悅的EAS音調(diào)（音量警告）。

當(dāng)CAP解碼器接收到警報(bào)并對(duì)其進(jìn)行解碼時(shí)，它不僅負(fù)責(zé)將警報(bào)傳輸?shù)狡渲苯庸茌牱秶鷥?nèi)，還負(fù)責(zé)將其轉(zhuǎn)發(fā)給其他EAS電臺(tái)。這創(chuàng)建了一個(gè)從某個(gè)源頭傳播信息并迅速通過(guò)無(wú)線電波轉(zhuǎn)發(fā)到其他電臺(tái)的快速網(wǎng)絡(luò)。

主要入口點(diǎn)電臺(tái)還有額外的要求，例如必須配備備用通信設(shè)備和發(fā)電機(jī)。這些設(shè)備允許它們?cè)凇堵?lián)邦法規(guī)》§ 11.18 EAS指定中描述的“重大”災(zāi)難期間繼續(xù)運(yùn)行。傳輸?shù)拇a就是SAME協(xié)議所在之處，也是NOAA氣象廣播和經(jīng)典無(wú)線電驅(qū)動(dòng)的EAS協(xié)議的驅(qū)動(dòng)力。

在《聯(lián)邦法規(guī)》§ 11.31 EAS協(xié)議中，你可以找到關(guān)于SAME代碼的詳細(xì)技術(shù)信息，但最相關(guān)的信息列在下面。

EAS消息的結(jié)構(gòu)

消息由激活EAS的4部分消息組成：

前導(dǎo)碼，后跟EAS（SAME）頭代碼

音頻注意信號(hào)（同時(shí)傳輸853和960 Hz）

消息本身（通常為文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音）

前導(dǎo)碼，后跟EAS消息結(jié)束（EOM）代碼

消息的關(guān)鍵部分是EAS頭，這是EAS設(shè)備（以及NOAA氣象廣播，更多內(nèi)容見(jiàn)后文）實(shí)際解碼以確定其本地管轄范圍是否受到警報(bào)影響的部分。這些頭是編碼的ASCII文本字符，以精確頻率編碼和傳輸：

音頻頻移鍵控速率：每秒520.83位

標(biāo)記（二進(jìn)制1）頻率：2083.3 Hz

間隔（二進(jìn)制0）頻率：1562.5 Hz

標(biāo)記和間隔時(shí)間必須精確為1.92毫秒

EAS頭必須以三個(gè)為一批進(jìn)行傳輸，每次傳輸頭時(shí)，EAS解碼器都應(yīng)能夠接收消息。這確保了無(wú)線電噪聲不會(huì)嚴(yán)重影響警報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)。

頭的模板文本列在下面：

[PREAMBLE]ZCZC-ORG-EEE-PSSCCC-+TTTT-JJJHHMM-LLLLLLLL

[PREAMBLE]是16個(gè)十六進(jìn)制0xAB字節(jié)的流，本質(zhì)上用于在準(zhǔn)備警報(bào)本身之前清除EAS解碼器系統(tǒng)。

ZCZC是靜態(tài)文本，作為標(biāo)識(shí)符。

ORG是激活EAS的發(fā)起方。這些列在此處。

EEE是事件代碼，最終告訴你EAS被激活的原因。這些列在此處。

PSSCCC是一個(gè)6位數(shù)字字符串，代表受警報(bào)影響的國(guó)家區(qū)域。SAME頭在一個(gè)警報(bào)中最多可以支持31個(gè)位置。

P代表一個(gè)形狀異常的縣的細(xì)分，或設(shè)計(jì)用于更具體的定位（通常為“西北”、“東南”或其他分區(qū)）。在實(shí)踐中，P并不常用。

SS代表被定位的2位FIPS州代碼。這些列在此處。州代碼為00代表所有州（整個(gè)國(guó)家）。

CCC代表一個(gè)3位縣/市FIPS代碼，可以在NWS網(wǎng)站上輕松找到。在瀏覽這些列表時(shí)，SAME位置代碼是州和縣（SSCCC）的組合，因此對(duì)于俄亥俄州的富蘭克林縣，它將是俄亥俄州的39和縣的049。

+TTTT代表消息的有效時(shí)間期，以15分鐘為增量開(kāi)始，然后每小時(shí)以30分鐘為增量。有趣的事實(shí)：這就是為什么天氣警報(bào)總是落在均勻分布的時(shí)間段上。）

JJHHMM代表消息最初以UTC發(fā)送的儒略歷日、小時(shí)和分鐘。

LLLLLLLL代表EAS消息的發(fā)起辦公室，或誰(shuí)在轉(zhuǎn)發(fā)它。這個(gè)字符串由EAS編碼器設(shè)備自動(dòng)附加到消息上。

整合所有部分

點(diǎn)擊此處查看GitHub倉(cāng)庫(kù)

https://github.com/JacobSecOps/Emergency-Alert-Generator

為了實(shí)現(xiàn)一種穩(wěn)健且可重用的生成警報(bào)的方法，我開(kāi)始構(gòu)建一個(gè)自定義的Python程序，該程序接收所有必要的參數(shù)并導(dǎo)出有效的波形（.wav）文件，該文件可以通過(guò)無(wú)線電波或通過(guò)一些專用軟件進(jìn)行解碼（更多內(nèi)容稍后）。

在探索了波形采樣、與最低有效位編號(hào)對(duì)齊以及確保振幅匹配預(yù)期格式之后，我能夠構(gòu)建一個(gè)足夠穩(wěn)健的程序，以使用有效的SAME頭和EOM字符串創(chuàng)建模擬的EAS警報(bào)。

除了生成EAS警報(bào)本身之外，這個(gè)Python項(xiàng)目還實(shí)現(xiàn)了一些便利功能，使其相當(dāng)易于使用：

0xAB前導(dǎo)碼自動(dòng)應(yīng)用于頭和EOM字符串。

州和縣FIPS代碼從人口普查API獲取，該API允許你指定州和縣的名稱，并讓API返回正確的代碼。

指定注意音調(diào)的長(zhǎng)度。雖然大多數(shù)警報(bào)默認(rèn)為8秒，但根據(jù)EAS規(guī)范，這些音調(diào)可以播放長(zhǎng)達(dá)24秒。

編碼一個(gè)在警報(bào)中的適當(dāng)位置附加的文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音消息。

作為說(shuō)明，我并不是第一個(gè)創(chuàng)建此類(lèi)工具的人，然而，從我所做的所有研究來(lái)看，我是第一個(gè)直接與人口普查API集成并為其創(chuàng)建命令行工具的EAS生成器的作者。以下是我在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的其他幾個(gè)項(xiàng)目：

模擬測(cè)試

為了進(jìn)行模擬測(cè)試，我計(jì)劃為俄亥俄州的富蘭克林縣生成一個(gè)龍卷風(fēng)警報(bào)警報(bào)消息。這將由KILN辦公室發(fā)起，該辦公室是位于俄亥俄州威爾明頓的國(guó)家氣象局辦公室。

使用新開(kāi)發(fā)的Python程序，我可以簡(jiǎn)單地運(yùn)行以下命令來(lái)生成一個(gè)新的.wav文件進(jìn)行測(cè)試：

python eas_generator.py--state"Ohio" \--county"Franklin" \--message"This isatest of the EAS Generator" \--day98\--hour2\--minute25\--origin"WXR" \--event"TOR" \--duration"0015" \--identification"NWS/KILN" \--attention-tone8\--output"tornado_warning_franklin_co_eas_example.wav"

這將生成一個(gè)帶有編碼SAME頭的tornado_warning_franklin_co_eas_example.wav，頭為ZCZC-WXR-TOR-039049+0015-0980250-KILN/NWS-。然后，我們將波形導(dǎo)入Audacity以分析警報(bào)的結(jié)構(gòu)。

Audacity頻譜圖視圖中輸出EAS警報(bào)的截圖。

現(xiàn)在的問(wèn)題是，我們?nèi)绾螠y(cè)試它？顯然，在驗(yàn)證其工作之前，我們希望盡量避免在無(wú)線電波上廣播噪聲，因此找到軟件解決方案是必要的。

一些研究產(chǎn)生了兩個(gè)可能的工具，可用于驗(yàn)證EAS SAME頭是否可以正確解調(diào)和解碼。它們是：

SeaTTY

https://www.dxsoft.com/en/products/seatty/

multimon-ng

https://github.com/EliasOenal/multimon-ng

使用SeaTTY進(jìn)行測(cè)試

SeaTTY是一款有趣的軟件，我對(duì)其研究的時(shí)間并不長(zhǎng)，但從我所收集的少量信息來(lái)看，它可以通過(guò)無(wú)線電波接收完整的天氣報(bào)告、航行警告和其他信息。就我們的目的而言，我們可以將模式更改為NWS-SAME，然后選擇從文件解碼。

ModeNWR-SAME解碼模式的SeaTTY軟件設(shè)置截圖

從文件解碼后，我們看到緩沖區(qū)窗口顯示了我們?cè)嫉木瘓?bào)，以及消息結(jié)束字符串NNNN：

成功將EAS警報(bào)解碼回其純ASCII文本的SeaTTY軟件截圖

這意味著，從理論上講，我們應(yīng)該能夠傳輸這個(gè)警報(bào)并通過(guò)氣象廣播接收它。然而，讓我們也通過(guò)multimon-ng進(jìn)行測(cè)試，以確認(rèn)我們可以正確地將波形通過(guò)音頻處理工具。

使用sox和multimon-ng進(jìn)行測(cè)試

為了盡可能接近我們的實(shí)地測(cè)試而不實(shí)際通過(guò)無(wú)線電波傳輸（目前），我們可以使用sox和multimon-ng的組合來(lái)解調(diào)波形，看看我們是否可以打印原始警報(bào)。Multimon-ng有一個(gè)內(nèi)置的模式來(lái)解碼EAS SAME頭，因此這應(yīng)該很簡(jiǎn)單。

在Windows Subsystem for Linux環(huán)境中安裝了適當(dāng)?shù)能浖?，我們就可以運(yùn)行以下命令：

soxtornado_warning_franklin_co_eas_example -c1-r22050-t raw -e signed -b16- gain +6| multimon-ng -a EAS -t raw -

該命令的參數(shù)詳細(xì)說(shuō)明如下：

-c 1 這強(qiáng)制使用單聲道（單通道）音頻。技術(shù)上EAS可以支持立體聲，但就我們的目的而言，我們將堅(jiān)持使用單聲道。

-r 22050 這將采樣率設(shè)置為22,050 Hz，以便multimon-ng可以處理它。

-t raw 這輸出沒(méi)有WAV頭的原始音頻。

-e signed 我們的編碼類(lèi)型。在這種情況下，我們使用有符號(hào)整數(shù)。

-b 16 每樣本的位數(shù)。16位PCM是標(biāo)準(zhǔn)，也是我們之前Python腳本輸出的內(nèi)容。

這直接輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出，因此我們可以將其管道傳輸?shù)絤ultimon-ng，并使其像酷孩子一樣成為一行命令。

gain +6 雖然可能不是嚴(yán)格必要的，但這會(huì)提高音量，使其更容易解碼。

然后，我們將其傳遞到multimon-ng，我們必須為EAS聲明解碼器模式-a，指定輸入為原始音頻-t raw，并從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀取-。

結(jié)果：我們的sox + multimon-ng命令成功解碼EAS警報(bào)的終端輸出截圖

在結(jié)果屏幕上，我們可以看到原始的EAS SAME頭以及EOM字符串都被顯示出來(lái)，這證實(shí)了我們得到了期望的結(jié)果。

使用NOAA氣象廣播進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

既然我們已經(jīng)完成了所有的模擬測(cè)試，我們現(xiàn)在可以在配備適當(dāng)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中嘗試真實(shí)測(cè)試。在進(jìn)行測(cè)試之前，讓我們快速了解一下我們?yōu)檫@次測(cè)試準(zhǔn)備了哪些設(shè)備：

Raspberry PI 3B+

Midland NOAA氣象廣播

Midland NOAA氣象廣播的圖片

RTL-SDR無(wú)線電接收器

RTL-SDR無(wú)線電接收器的圖片

雖然RTL-SDR嚴(yán)格來(lái)說(shuō)并不是必需的，但它對(duì)于確保我們的信號(hào)在視覺(jué)上以正確的頻率傳輸非常有用。我們將使用SDR#來(lái)查看我們傳輸時(shí)的頻率瀑布圖。

我們?nèi)绾伟踩珎鬏敚?/strong>

我已經(jīng)多次提到，傳輸非政府發(fā)布的EAS警報(bào)可能會(huì)導(dǎo)致監(jiān)禁。因此，這是最后的警告：不要在家嘗試這個(gè)！

話雖如此，在配備非常低功率發(fā)射機(jī)的受控實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景中，進(jìn)行我們的實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)我們可以觸發(fā)氣象廣播應(yīng)該是安全的。

雖然樹(shù)莓派肯定不是射頻發(fā)射機(jī)，但信不信由你，它實(shí)際上可以傳輸非常低的射頻信號(hào)（大約在10毫瓦的范圍內(nèi)），頻率高達(dá)約1 GHz。我們很幸運(yùn)，因?yàn)镹OAA氣象廣播在七個(gè)低FM頻率之一上接收傳輸：

162.400 MHz

162.425 MHz

162.450 MHz

162.475 MHz

162.500 MHz

162.525 MHz

要通過(guò)樹(shù)莓派傳輸，我們可以使用兩個(gè)很棒的GitHub項(xiàng)目rpitx和pifmrds來(lái)完成繁重的工作。這將通過(guò)GPIO 4或引腳7進(jìn)行傳輸。為了保持傳輸范圍盡可能小，我們將放棄在引腳上附加任何天線或電線，并將氣象廣播和RTL-SDR物理上靠近樹(shù)莓派放置。

rpitx：https://github.com/F5OEO/rpitx

pifmrds：https://github.com/ChristopheJacquet/PiFmRds

樹(shù)莓派GPIO引腳圖片，特別是引出了GPIO 4或引腳7。

在我進(jìn)行實(shí)際發(fā)送EAS警報(bào)的樣本測(cè)試中，我無(wú)法從房子的一側(cè)到另一側(cè)（沒(méi)有天線或電線）接收到信號(hào)，這給了我信心，可以嘗試真實(shí)操作。

在NOAA氣象廣播上觸發(fā)真實(shí)的龍卷風(fēng)警報(bào)

在這個(gè)視頻演示中，我們可以看到用于測(cè)試的樹(shù)莓派和NOAA氣象廣播。我們還將RTL-SDR插入筆記本電腦，以在我們傳輸警報(bào)時(shí)監(jiān)控所選頻率。在屏幕的左下角，我們通過(guò)SSH登錄到樹(shù)莓派以運(yùn)行命令來(lái)傳輸我們的警報(bào)。在右下角是氣象廣播調(diào)諧頻率的SDR#瀑布圖，以查看警報(bào)何時(shí)被傳輸。

在這個(gè)例子中，我發(fā)現(xiàn)雖然樹(shù)莓派可以作為射頻發(fā)射機(jī)運(yùn)行，但晶體振蕩器并不完美。因此，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)162.500 MHz是傳輸?shù)淖罴杨l率，并將氣象廣播調(diào)諧到該頻率。

我們?cè)跇?shù)莓派上運(yùn)行的最終觸發(fā)警報(bào)的命令如下：

sudopifmrds -freq162.500-audio tornado_warning_franklin_co_eas_example.wav

當(dāng)它被發(fā)送時(shí)，廣播噪音立即停止，我們開(kāi)始聽(tīng)到熟悉的EAS音調(diào)通過(guò)廣播傳來(lái)，我們可以在SDR#的瀑布圖上看到它們脈沖。在所有三個(gè)EAS音調(diào)被發(fā)送后，氣象廣播關(guān)閉，認(rèn)為有來(lái)自官方KILN國(guó)家氣象局辦公室發(fā)布的龍卷風(fēng)警報(bào)。

發(fā)送EAS警報(bào)時(shí)SDR#瀑布圖的截圖。這是從下往上讀的，底部是更早的時(shí)間。這個(gè)截圖是在注意音調(diào)期間拍攝的

眼尖耳利的觀眾可能會(huì)在視頻中注意到，每次頭重復(fù)時(shí)，EAS音調(diào)都會(huì)“變響”。這很可能是由我們使用樹(shù)莓派引起的，它需要一些時(shí)間來(lái)校準(zhǔn)振蕩器。SDR#瀑布圖也證明了這一點(diǎn)，因?yàn)樾盘?hào)傳輸時(shí)間越長(zhǎng)，信號(hào)就越鮮艷。這是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明了為什么EAS頭在官方警報(bào)中會(huì)發(fā)送多次，因?yàn)橹钡降谌晤^被傳輸后，氣象廣播才真正關(guān)閉。

在這個(gè)例子中，我還省略了文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音語(yǔ)音，突出了它實(shí)際上并不是廣播關(guān)閉或EAS解碼器捕獲有效警報(bào)所必需的。真正的每周測(cè)試（RWT）警報(bào)通常會(huì)省略語(yǔ)音，因?yàn)檫@些警報(bào)類(lèi)型僅用于每周測(cè)試設(shè)備。

惡劣天氣（龍卷風(fēng)）警報(bào)器的相關(guān)性

這個(gè)項(xiàng)目最初是在2025年3月30日俄亥俄州和富蘭克林縣受到惡劣天氣影響時(shí)產(chǎn)生的靈感。當(dāng)時(shí)我與住在哥倫布附近的一位朋友交談，他說(shuō)盡管他的城鎮(zhèn)遠(yuǎn)在警告多邊形之外，但龍卷風(fēng)警報(bào)器還是響了。以下是愛(ài)荷華州立大學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)于這次天氣事件的截圖示例：2025年3月30日影響俄亥俄州費(fèi)耶特、富蘭克林、麥迪遜和皮卡韋縣的雷達(dá)反射率復(fù)合圖和龍卷風(fēng)警告多邊形圖片

在突出顯示的“綠色框”區(qū)域，當(dāng)龍卷風(fēng)警報(bào)器遠(yuǎn)離多邊形時(shí)，它們卻響了。這個(gè)警告框最初是在2025-03-31T0138 CDT（如上圖所示）發(fā)布的。然后，在其生命周期內(nèi)，它收到了兩次更新，警告多邊形在背面被“削減”（如下面的白色輪廓所示）。然后，它在晚上9:14 CDT過(guò)期。2025年3月30日雷達(dá)反射率復(fù)合圖和龍卷風(fēng)警告多邊形更新的圖片。

我為什么要提這個(gè)？嗯，每當(dāng)有足夠高嚴(yán)重性的警報(bào)（如龍卷風(fēng)警告）更新時(shí)，國(guó)家氣象局實(shí)際上會(huì)再次提交EAS警報(bào)。從技術(shù)上講，這是相同的警報(bào)，但在某些情況下，NOAA氣象廣播以及最值得注意的是：龍卷風(fēng)警報(bào)器會(huì)“再次觸發(fā)”。我的朋友從未處于這次風(fēng)暴警告的龍卷風(fēng)路徑中，但警報(bào)器卻一直響個(gè)不停，最終被禁用，然后過(guò)一段時(shí)間又會(huì)再次響起。

原因是什么？這是因?yàn)閼敉饩婢瘓?bào)器（俗稱“龍卷風(fēng)警報(bào)器”）是基于與氣象廣播和EAS本身相同的EAS-SAME技術(shù)構(gòu)建的。

正如我們?cè)诒疚闹兴接懙?，基于天氣的EAS警報(bào)針對(duì)整個(gè)縣（或在罕見(jiàn)情況下針對(duì)主要子區(qū)域）。因此，即使你的縣被警告框“剪切”，而你在縣的另一側(cè)，龍卷風(fēng)警報(bào)器很可能仍會(huì)被觸發(fā)。在某些情況下，民事當(dāng)局實(shí)際上會(huì)在風(fēng)暴不真正威脅其管轄范圍時(shí)關(guān)閉警報(bào)器，但如上所述，提交給EAS的更新會(huì)再次觸發(fā)它們，這就是我朋友所描述的警告正常生命周期進(jìn)展時(shí)的情況。然而，值得注意的是：他的手機(jī)從未收到過(guò)無(wú)線緊急警報(bào)（WEA）推送。這是這里所使用的技術(shù)的另一個(gè)有趣之處。

我們?cè)谶@個(gè)場(chǎng)景中看到的是新舊技術(shù)的融合。2007年10月，國(guó)家氣象局停止了對(duì)整個(gè)縣的嚴(yán)重天氣警告，轉(zhuǎn)而選擇在地圖上繪制多邊形，他們稱之為“基于風(fēng)暴的警告”。這很有用，因?yàn)樗鼫p少了未受直接影響的人們的警告數(shù)量。盡管如此，舊的EAS和氣象廣播技術(shù)尚未完全采用這項(xiàng)技術(shù)，這導(dǎo)致了在這些情況下警報(bào)器“時(shí)開(kāi)時(shí)關(guān)”。然而，像WEA這樣的新系統(tǒng)利用手機(jī)的GPS來(lái)確定你是否在多邊形內(nèi)，這解釋了為什么他從未收到過(guò)緊急警報(bào)推送。

作為額外的說(shuō)明，所有NWS的天氣通知都通過(guò)NOAA氣象廣播傳輸，并使用SAME頭。其中只有一小部分實(shí)際上會(huì)觸發(fā)EAS，通常保留給極端嚴(yán)重性的情況，即生命或財(cái)產(chǎn)即將受到威脅。如果你閱讀龍卷風(fēng)警告或“破壞性”標(biāo)記的嚴(yán)重雷暴警告的警報(bào)文本，你可能會(huì)看到“EAS激活請(qǐng)求……”的文本。這就是觸發(fā)EAS并使戶外警告警報(bào)器響起的一個(gè)例子。

EAS與網(wǎng)絡(luò)安全

鑒于我從事IT和網(wǎng)絡(luò)安全工作，為什么我覺(jué)得有必要探索這個(gè)？除了EAS是一項(xiàng)控制很多幕后工作的酷技術(shù)之外，有人可能會(huì)認(rèn)為，廣播系統(tǒng)的老派性質(zhì)和它們的結(jié)構(gòu)方式是不安全的，更傾向于使用新技術(shù)途徑進(jìn)行警報(bào)傳播。事實(shí)上，EAS是近30年前最初部署時(shí)最智能設(shè)計(jì)的IT相鄰系統(tǒng)之一。在需要時(shí)，使用雛菊鏈功能在全國(guó)范圍內(nèi)大約5分鐘內(nèi)傳輸警報(bào)的能力在國(guó)家緊急情況下非常重要。此外，它及其父IPAWS系統(tǒng)、EAS和SAME代碼構(gòu)成了我們?cè)谠庥鰢?yán)重天氣時(shí)理所當(dāng)然地認(rèn)為的很多天氣警報(bào)的通信骨干。

此外，在最近幾年中，EAS解碼器已擴(kuò)展使用更現(xiàn)代的安全功能來(lái)驗(yàn)證警報(bào)的真實(shí)性，使用數(shù)字簽名。本文中部分提到，EAS軟件使用證書(shū)鏈，就像大多數(shù)現(xiàn)代IT安全一樣。這樣，即使某個(gè)流氓個(gè)人想要在有效無(wú)線電頻率上“廣播”假的EAS警報(bào)，如果沒(méi)有有效簽名，大多數(shù)EAS設(shè)備都應(yīng)該忽略它，或者記錄一個(gè)錯(cuò)誤，如：

EventLog: Digital Signature VERIFICATION ERROR: Signer UNTRUSTED!Check for correct CAP decoder CA file.

相比之下，NOAA氣象廣播突出了該系統(tǒng)過(guò)去的工作方式。過(guò)去曾發(fā)生過(guò)EAS系統(tǒng)被黑客攻擊的情況。在下面的視頻示例中，黑客通過(guò)KRTV發(fā)送了一個(gè)虛假的局部區(qū)域緊急（LAE）警報(bào)，聲稱僵尸正在從墳?zāi)怪信莱霾⒐羝矫瘛?/p>

EAS Fandom Wiki上強(qiáng)調(diào)的有趣情況是，SAME音調(diào)后來(lái)在威斯康星州拉克羅斯的另一家電視臺(tái)上播放，當(dāng)時(shí)新聞?dòng)浾哒趫?bào)道發(fā)生在KRTV上的情況。這家其他新聞臺(tái)在報(bào)道這一情況并播放相同的SAME音調(diào)時(shí)，實(shí)際上再次觸發(fā)了EAS，突出了為什么FEMA和FCC對(duì)SAME音調(diào)的任何濫用都進(jìn)行了嚴(yán)格監(jiān)控。

學(xué)習(xí)與收獲

對(duì)緊急警報(bào)系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)的深入探索是一個(gè)相當(dāng)有趣的探索過(guò)程。但這樣做揭示了一個(gè)最穩(wěn)健的通信系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)用于在緊急情況下保障人們的安全。了解EAS消息如何編碼、傳輸和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播，以及生成有效警報(bào)的Python程序都是極具洞察力的。

當(dāng)將其與網(wǎng)絡(luò)安全聯(lián)系起來(lái)時(shí)，我想到了以下幾點(diǎn)：

在這種情況下，更準(zhǔn)確的說(shuō)法應(yīng)該是調(diào)制與解調(diào)，因?yàn)樗荈M無(wú)線電驅(qū)動(dòng)的。

EAS（和許多其他技術(shù)）使用最低有效位編號(hào)，這在編寫(xiě)腳本時(shí)讓我困惑了一段時(shí)間。

樹(shù)莓派可以作為低功率FM發(fā)射機(jī)運(yùn)行。這項(xiàng)技術(shù)有無(wú)數(shù)個(gè)項(xiàng)目和深入探索的潛力，這是我未來(lái)希望探索的內(nèi)容。

盡管世界上有所有的網(wǎng)絡(luò)安全工具，但錯(cuò)誤的按鈕一按就可能被擊敗。

原文地址：

https://medium.com/@oglesbeejacob/hacking-the-airwaves-de578e40f53b