关于传呼机炸弹的技术分析

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这两天比较有趣的事,当属中东地区发生的一系列通信设备爆炸事件。据已经公布的报导,爆炸的受害者是黎巴嫩真主党的骨干成员,而爆炸的策划者是以色列有关部门。

由于太有创意,新闻已经很多,这里不再复述事件细节,仅从专业的角度谈几个概念。

1、为什么要用传呼机

传呼机是上世纪八九十年代流行的通信装备,在中国大陆已经基本绝迹,但在世界范围内依然广泛使用,因此它的产业链还活着。

传呼机是一种单向通信设备,它只能接收信号,可以做到几乎不向外泄漏任何无线电辐射。通俗的讲,它与收音机没什么区别。

寻呼台相当于广播电台,无非是把需要传达的消息广播出去,覆盖范围内的所有传呼机都能收到。但消息中含有接收人代码,代码一致的传呼机才会提示新消息。其它传呼机虽然能收到信号,但发现代码不一致,不是发给自己的,则丢弃消息。

图:涉事传呼机

关于传呼机炸弹的技术分析

从这些特性可以看出,传呼机具有极强的隐蔽性。只要接收者自己不跑出去嘚瑟,没人知道他在哪里。这就好比没人知道你用收音机在听什么台。

单向传输的确没有双向传输方便,但对于恐怖活动、特务活动而言,可以通过合理设计工作流程加以弥补。例如,“8848同志,请你用规定方式速与组织联系”。

但正因为广播式发送,它的保密性和安全性较差。

你能接收,别人也能接收,剩下的问题就是你采取什么加密方式,别人能不能破译你的密码了

同样的,你能发射,别人也能发射,剩下的问题是传呼机能不能区分敌我。

由于寻呼系统只能单向通信,同时传呼机必须足够简单、省电,计算能力和存储能力都十分有限,因此在加密方面非常困难,通常不能采用复杂的加密技术。

这些因素合起来,导致寻呼系统并不适合直接传送机密信息,也不能保证收到的消息是真实的。

因此,使用传呼系统从事秘密工作,必须搭配严格的通信纪律。但无论如何,能通信总比不能通信好。过去的间谍台,如台湾星星广播电台每天不定时广播电码,潜伏特务们用收音机收听密码电报,用自带的密码本译电。相比起来,传呼算是先进技术,在特殊战线已经是不错的选

2、爆炸是如何发生的

正常传呼机中的一切零件,都不可能发生严格意义上的爆炸。黎巴嫩的爆炸事件,只可能来自于炸药起爆。而且还必须是近现代猛炸药,不可能是黑火药之类上古技术。

传呼机内具有微型计算机,可以解析收到的信息,执行其中的特定指令。例如,当收到的信号中存在连续32bit特定数据时,让一个引脚立即或延迟几秒钟输出高电平。这是当今小学高年级学生就会的技术。

正如前文所述,传呼机并不能识别是谁广播的信号,所以,只需要架设一个伪传呼台,广播上述特定指令即可。

这个高电平可以驱动一个电子开关,将电池通过一颗几欧姆的贴片电阻短路。

贴片电阻上粘有少量点火药。火柴头就是一种常见的点火药,它通常包含松香、硫磺和氯酸盐。现代点火药具有性能更好、更安全的配方。总之,贴片电阻被烧热,就会引燃火柴。

图:一个长得特别像瓷片电容的点火头,图文无关。

关于传呼机炸弹的技术分析

贴片电阻上也可以直接粘接起爆药。具体是粘点火药,用点火药引燃起爆药,还是直接粘起爆药,可以根据具体设计而灵活选择。从点起分离、减少起爆药用量的思想出发,通常是粘点火药。这样的话,起爆药可以加约束,并且和猛炸药单独封装在一起,不需要交给电子制造厂,实现电子制造环节的本质安全。

图:数码雷管结构图。电容通过MOS管放电加热桥丝(可以理解为贴片电阻)。桥丝上粘结点火药。

关于传呼机炸弹的技术分析

传呼机的体积很小,不能装太多炸药。有媒体说实际装药量为20格令。格令(gr是很小的单位,1gr≈0.065g因此,20gr大约相当于1.3g炸药。

很多媒体说装了20克炸药,这是不可能的,纯属不认识gr。炸药的密度只比水大一点,20克不可能塞进传呼机。并且,20克的“威力”比那些视频里面大多了,很多手雷才不到100克炸药。总的来说,1~2克炸药是比较可信的数据,基本不可能再多。

由于药量小,猛炸药难以燃烧转爆轰,大概率需要用起爆药。起爆药威力不高,多用会占用宝贵的空间。装药需要特别容易被起爆,最好只需要几十毫克起爆药即可为了充分利用可怜的药量,主药要小尺寸下能够完全爆轰

对于起爆药的种类,尚需考虑伪装技术。而猛炸药要满足易起爆、极限药量小,临界尺寸小、威力大等要求,最可能的选择是经高分子材料粘结的PETN。也可能采用RDX,或兼有PETN与RDX。不可能采用TNT。

纯净PETN的威力大约为TNT的1.8倍,考虑到粘结材料的稀释,威力会有所损失。1克左右的PETN,如果拿在手中爆炸,大约可以炸掉几根手指。如果紧贴肚子爆炸,大约可以开一个小洞,把相邻的内脏震碎一大片,倘若膘肥体胖则很可能炸不碎内脏。威力也不过如此而已了。

考虑到传呼机还有外壳等形成破片,如果别在腰间爆炸,可能会造成更深的损害,但致命的概率不高。如果拿在手中仔细端详时爆炸,可能炸掉一些手指,破片可能会炸坏眼睛,冲击波可以造成五官损伤,但不致命。故意紧贴要害部位,或把传呼机装在衬衣口袋里面会增加致死的概率。

3、为何没有被发现

剩下的问题,是如何伪装这一两克炸药和对应的起爆药。

对于如何开一家公司成为台湾厂的代理,帖台湾厂的牌,再成功中标黎巴嫩真主党的采购项目,想必将来会有精彩的文学作品,本文就不揣测了。

这里要探讨的是,传呼机被采购以后,甲方显然可能拆开检验,至少要通过X光看看。即便甲方管理混乱到根本没有检查,携带传呼机的人,总有乘坐飞机之类需要,必然多人、多次经过机场的爆炸物检测。

图:一种机场用离子迁移谱毒品爆炸物检测仪

关于传呼机炸弹的技术分析

为了把装药隐蔽起来,需满足两个条件:

(1)外观不太引人注目,跟常见电子元件或电子辅料相似。

(2)不能有明显的挥发,传呼机外壳的污染不能高于离子迁移谱仪的灵敏度。

那么,可能的做法是伪装成软包锂电池、记忆电池等元件,或伪装成绝缘垫片、内部支撑结构等,放置在传呼机两张电路板之间的夹层或液晶屏的后面。如果电池是不可更换的,则可以直接集成在电池中。

至于起爆药,需要很高的起爆能力,能在弱约束下快速燃烧转爆轰,且几乎不挥发。最可能的选择是叠氮化物,比如叠氮铅,当然可能混入一些其它药物改善火焰感度。叠氮铅可以在用量不超过0.05g时可靠起爆PETN,且无需约束,可适应软包装药。尽管不能排除一些新型药物如硝基四唑类的可能性,但毕竟并不流行。

有自媒体“披露”说,以色列将炸药包裹在电池上,伪装成封皮。起爆时,让电池短路发热,当电池温度升高后发生爆炸。对于这种说法,个人认为是不现实的。

为了基本的安全,爆发点不能太低,至少需要80℃以上。实际上不可能在爆发点如此低的同时,还保持爆发点准确且低感度。目前爆发点最精准的起爆药可能是3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮的某些金属盐(NTO盐),最低也需要100多℃,并且大概仅停留在论文中。

而电池发热是不可靠的,因为没人知道发送引爆指令的时候电池还剩多少电,如果满电倒还好,如果只剩一半电量呢?同时,要让电池通过快速放电发热到上百度,需要持续的大电流,于是需要强壮的开关器件,反而招人耳目。

即便把炸药伪装成电池的绝缘皮,更好的办法也是捆绑一支串联在电池回路的“温度继电器”来“保护”电池,这种元件在镍氢电池时代广泛采用,它可以在电路发生“故障短路”或“故障过热”时及时“跳开”。有无数种更合逻辑的办法。

总之,外观可合理解释,具有一定的密封性或本身为高分子材料固化,不掉粉、不挥发,交付前对外壳进行仔细清洁、吹扫,即可满足要求。

更大的可能是——真主党本身乃草台班子,根本没有检查。而机场的爆炸物检查,由于采用开放进样,低真空系统,它的灵敏度其实相当抱歉。据多位在有关单位工作的人士表示,他们整天跟药打交道,身上、包上不可避免沾染粉尘,然而从来没有被机场拦下来过,即使被采样条认真蹭过。

当然也不用担心爆炸物检测是摆设。现代炸药挥发性弱,如果是草台班子做的TATP等挥发性强的药,或者制作环境乱七八糟沾染严重,倒是有很大概率被发现。

遗憾的是,以色列有关部门毕竟不是草台班子。

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