被漂移拖垮的高 SF | No Name on the Door | GaianSpace CTF 2026

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系列第六篇。上一篇〈Two Voices〉衛星還用標準的 SF9，這題它則是被陌生人改了下行設定，變成隱式標頭 + 每個封包不同的 SF，而且高 SF 的符號很長、都卜勒/時鐘漂移會讓解碼在中段開始出錯，這是解調器被逼到要加漂移修正的一篇

系列其他篇：Channel Hop、True Color Is a Lie、Isodata Seven、Subsidy Claim、Hopscotch

題目在講什麼

01:40。陌生人還在對 GAIAN-723 說話，衛星每隔幾分鐘回應一次，但每個回應都用地面站數據機「拒絕聽」的聲音。GAIAN-723 改變了說話方式：封包不再標示長度，而且每個封包聽起來都和上一個略有不同。地面站記錄在 01:31 有一行：DL CFG CHANGED BY TC — NOT FROM MOC

目標：找出衛星在 01:37 確認陌生人指令時回報的二氧化碳讀數，以及它說自己已經醒著多久。

Flag 格式 GAIANSPACE{[CO2 in ppm]_[uptime in seconds]}。

每個封包的 SF 都不一樣

記錄顯示下行設定在 01:31 被遙控指令改掉，之後「標頭不見、長度不明」也就是 隱式標頭

這份錄波是 01:36 滾動後的新片段，起點 01:36:45，所以 01:37 在錄波的第 15 秒之後。

量各頻段能量，找出 8 個衛星封包，然後用前導碼峰值對 SF 7–12 做搜尋，結果每個封包的 SF 都不一樣（SF7、8、9、10 輪流），這應該就是對應到題目說的「每個聽起來都略有不同」

開始(s)	長度	SF
7.50	0.84 s	10
13.07	0.57 s	8
34.88	0.84 s	10
…	…	…

陌生人的指令是短而強的脈衝（SF7、BW250k）。錄波起點 01:36:45 + 34.65 s ≈ 01:37:19，所以那個指令之後最近的衛星封包（34.88 s、SF10）就是題目要的 ACK

高 SF 的漂移修正

這題最難的封包是 SF10，SF（Spreading Factor，展頻因子）越大，每個符號就越長，像是 SF10 一個符號要 4096 個Sample（SF7 才 512），所以符號拖得越久，下面這個問題就越致命。

什麼是漂移？ 衛星在天上以每秒好幾公里的速度飛，收發兩邊的頻率會因為都卜勒效應（就像救護車經過時音調會變）而持續偏移；再加上兩邊石英振盪器本身的時鐘誤差，整段訊號的頻率不是固定偏一格，而是一路慢慢滑動，符號越長，一個封包之內滑掉的量就越明顯。

它怎麼影響到解碼？ 回憶一下解調骨架：每個符號 dechirp 後會得到一個 FFT 峰值，峰值落在哪個整數 bin 就是這個符號的值。

但漂移會讓峰值不是剛好落在整數格上，而是帶一個小數（例如落在第 100.2、100.35、100.5 格……），而且這個小數部分會隨時間一路變大

我量到它從 −0.2 慢慢漂到 −0.5，再翻到 +0.5。

一開始偏 0.2 格，四捨五入還能進對格子；可是漂到接近 0.5 時，四捨五入就會跳錯一格，於是封包前半段解得對、後半段從 CO2= 附近開始變成亂碼，這就是「只用一個固定偏移會在中段崩掉」的原因～

所以要先確認問題純粹來自漂移：這個 ACK 封包的頻譜圖是乾淨的 chirp，中途沒有跳頻、沒有被干擾：

修正法分三步：

1. 把每個符號峰值的小數部分抓出來，沿時間排成一條曲線；
2. 因為小數到 ±0.5 會「繞一圈」跳回去，先用 np.unwrap 把這種跳接補成連續的曲線；
3. 用一條二次多項式去擬合它（漂移是平滑的，二次就夠），再把這條擬合曲線從每個符號的 bin 裡扣掉，峰值就乖乖回到整數格。

左圖是符號峰值的漂移（藍點）與二次擬合（紅線），右圖是封包與指令的時間表：

扣掉漂移後整個封包就解乾淨了。這封包結尾還帶一個 CRC-16（*18FC），我用 CCITT 參數重算完全吻合，等於幫「解對了」再蓋一個章

結果

TM,ACK,1,GET HK,HK,V=4.51,I=0.1,T=21.82,P=996.24,CO2=432,UP=132*18FC

題目要 CO2 與 UP（開機秒數）：CO2=432、UP=132。這裡有個陷阱：01:36:52 那次也有一筆幾乎一樣的 ACK（CO2=424,UP=105），只能靠時間區分，先把錄波起點換算成實際時間，才對得到 01:37 那一筆。兩次的 UP 相差 27 秒，跟兩次回應的時間差吻合，可以交叉驗證

Flag

GAIANSPACE{432_132}

心得

1. 「每個封包都不一樣」往往就是 SF 或 BW 在跳。 先對每個封包獨立做參數搜尋，別假設前一個封包的參數可以沿用。
2. 隱式標頭沒有長度也沒有 CR：長度用在空中的符號數推，CR 用「哪一個能解出乾淨文字或通過 CRC」決定。 開頭幾位元組對得上但後面亂碼，常常是 CR 或漂移的問題，不是整個方向錯了。
3. 高 SF 符號很長、對漂移非常敏感。 畫出符號峰值小數部分的走勢，一眼就能看出漂移，用解纏繞 + 多項式擬合修正。
4. 兩個外觀一樣的 ACK 只靠時間區分。 要先把錄波起點換算成實際 UTC，再對應題目說的時刻，才不會拿錯那一筆。下一篇〈Hopscotch〉衛星更進一步——改成在多個頻率之間跳（FHSS），解調器得先把跳頻序列拼回來才能解。

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