Satelliten und das Gespenst der IoT-Angriffe

Neuauflage von Plato

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In den riesigen Weiten des Weltraums kreisen Satelliten lautlos umher und dienen als vernetztes Rückgrat unserer modernen Welt. Ein sich schnell ausbreitendes Satellitennetzwerk bildet die kritische Infrastruktur, die globale Kommunikation, Navigation, Wettervorhersage, Verteidigungsoperationen und mehr unterstützt. Die heutige globale Raumfahrtwirtschaft ist riesig und wird voraussichtlich mehr als betragen 600 Milliarden Dollar jährlich im Jahr 2024.

Komponenten des Internets der Dinge (IoT) sind integraler Bestandteil von Satelliten der nächsten Generation. IoT-Satellitengeräte und -systeme wurden zur Optimierung der Effizienz und Verbesserung der Funktionalität entwickelt und bieten eine bessere Kommunikation, Datenübertragung, Onboard-Datenverarbeitung, Energieverwaltung und mehr. Doch die Vernetzung dieser weltraumgestützten Systeme ist auch eine ihrer größten Schwachstellen. Zusammen mit Bedrohungen durch Signalstörungen der alten Schule und Störungen von terrestrischen Standorten, IoT-Komponenten Machen Sie moderne Raumfahrzeuge anfällig für einen neuen Angriffsvektor – andere Satelliten innerhalb dieses riesigen und wachsenden Netzwerks.

Ähnlich wie ein Fehler in einem Gerät ein ganzes Netzwerk im terrestrischen IoT gefährden kann, kann eine Sicherheitsverletzung in einem Satelliten kaskadierende Auswirkungen auf andere haben, mit denen er verbunden ist. Dies eröffnet böswilligen Akteuren die Möglichkeit, Schwachstellen in Satellitenkommunikationsprotokollen, Befehlssystemen oder Software auszunutzen, was möglicherweise zu Störungen oder sogar zum vollständigen Verlust der Kontrolle über diese umlaufenden Anlagen führen kann.

Herausforderungen beim Schutz von Satelliten vor IoT-Bedrohungen

Das Fehlen standardisierter Sicherheitsprotokolle bei verschiedenen kommerziellen, zivilen und militärischen Satellitenentwicklern verschärft diese Schwachstelle, und viele Ansätze zur Satelliten-Cybersicherheit bringen ihre eigenen Herausforderungen mit sich. Beispielsweise ist der Schutz von Satelliten mit integrierten hardwarebasierten Sicherheitslösungen teuer, und die Komponenten sind körperlich schwer und erhöhen die Kosten für Satellitenstarts und -betriebe.

Die physikalische Beschaffenheit und der Einsatzbereich von Satelliten stellen zusätzliche Herausforderungen dar. Im Gegensatz zu terrestrischen Geräten ist der Zugriff auf im Orbit stationierte Satelliten für Sicherheitsupdates oder physische Wartungsarbeiten nicht einfach.

Aufgrund der starken Zunahme von Satelliten, die näher beieinander operieren, können außerdem Phänomene wie Adjacent Satellite Interference (ASI) oder Signale eines Satelliten, die aufgrund von Frequenzähnlichkeiten die Signale eines anderen Satelliten stören, auftreten und treten auch auf. Solche Störungen können zu einer Verschlechterung der Signalqualität, Datenbeschädigung oder einer vollständigen Unterbrechung der Kommunikation führen. Eine terrestrische Analogie wäre die Störung Ihres Autoradios, wenn zwei nahegelegene Radiosender auf sehr nahe beieinander liegenden Frequenzen senden.

Das Büro der Vereinten Nationen für Weltraumangelegenheiten erleichtert Vereinbarungen über Weltraumaktivitäten, einschließlich der Koordinierung von Satellitenumlaufbahnen, um Interferenzen und Konflikte zwischen verschiedenen Raumfahrtnationen zu vermeiden. Satellitenbetreiber sollen außerdem Interferenzereignisse durch eine sorgfältige Koordinierung der Frequenzbandzuweisung entschärfen, um sicherzustellen, dass benachbarte Satelliten in gut getrennten Frequenzbereichen betrieben werden. Da einige Satellitenanbieter in der Praxis ähnliche Komponenten kaufen, ist ein gewisser ASI fast unvermeidlich. Allerdings nimmt die Anzahl und Dauer von Interferenzereignissen sowohl im Uplink als auch im Downlink zu, und nicht alle davon sind auf Ausrichtungsfehler und Gerätestörungen zurückzuführen.

Die Aussicht, dass ein Satellit von anderen Satelliten oder von terrestrischen Angriffen angegriffen wird, ist eine beunruhigende Realität. Während Satelliten in der Vergangenheit durch bodengestützte Cyberangriffe und kinetische Raketenangriffe gefährdet waren, ist das Aufkommen von Cyber-basierter Antisatellitenangriff (ASAT) Fähigkeiten bedeuten, dass sich Cyber-Angriffe nicht mehr nur auf das Verlassen der Umlaufbahn oder die Zerstörung von Satelliten konzentrieren. Stattdessen nutzen Cyber-ASAT-Waffen IoT-basierte Systeme und Subsysteme an Bord aus, die schwer zu schützen oder zu sichern sind, indem sie auf die Batterie eines Satelliten zielen oder den Einsatz oder die Ausrichtung von Solarpaneelen stören, um die Leistung oder Lebensdauer des Satelliten zu verschlechtern.

ASAT-Angriffsvektoren haben das Potenzial, Satelliten zu stören, zu beeinträchtigen, außer Betrieb zu setzen oder zu zerstören, was weitverbreitetes Chaos verursacht und lebenswichtige Dienste, die auf sie angewiesen sind, erheblich beeinträchtigt. Nicht-kinetische Cyberangriffe könnten beim Start in kritische IoT-Subsysteme eingebettet oder nach dem Start von benachbarten Satelliten oder feindlichen Bodenstationen eingeleitet werden. Sie können auch maskiert werden, um Gegnern eine plausible Leugnung zu ermöglichen: Angriffe könnten beispielsweise ASI zugeschrieben werden oder zeitlich mit Meteorschauern einhergehen.

Sofortige Schritte zur Bewältigung der Bedrohung

Da die Bedrohungen für Satelliten vielfältig und komplex sind, erfordert die Behebung von IoT-Schwachstellen einen vielschichtigen Ansatz. In erster Linie ist die Zusammenarbeit zwischen Satellitenbetreibern, Regierungen und internationalen Organisationen von entscheidender Bedeutung für die Etablierung einheitlicher Sicherheitsstandards und -protokolle. Die Implementierung robuster Verschlüsselung, Authentifizierungsmechanismen und regelmäßiger Sicherheitsüberprüfungen ist unerlässlich, um Satellitensysteme gegen potenzielle Angriffe zu schützen. Ein Konsortiumsansatz, möglicherweise unter Einbeziehung gemeinnütziger Interessengruppen für den Weltraum, zur Festlegung von Mindestsicherheitsstandards für die Überprüfung von Lieferanten von IoT-fähigen Komponenten könnte sehr hilfreich sein, um das Bewusstsein zu schärfen und einen Mechanismus zu schaffen, der den Informationsaustausch zwischen kommerziellen Unternehmen fördert.

Darüber hinaus sollten Fortschritte in der künstlichen Intelligenz und im maschinellen Lernen sowohl als Vorteil zur Stärkung der Satellitensicherheit als auch als potenzielles Werkzeug zur Verschärfung der Bedrohung betrachtet werden. KI-gestützte Systeme können Satellitennetzwerke kontinuierlich überwachen, Anomalien erkennen und in Echtzeit auf potenzielle Bedrohungen reagieren, um Risiken zu mindern und die Auswirkungen von Angriffen oder eingebetteter Malware beim Start zu minimieren. Aber umgekehrt werden KI-gestützte Cyber-Bedrohungen sicherlich alle IoT-Schwachstellen in Weltraumanlagen verschärfen.

Auch Nationen, die Raumfahrzeuge und Weltraumstarteinrichtungen betreiben, müssen Normen und Vereinbarungen für verantwortungsvolles Verhalten im Weltraum festlegen. Diplomatische Bemühungen, die darauf abzielen, die Militarisierung des Weltraums zu verhindern und die von den ASAT-Fähigkeiten ausgehenden Risiken zu mindern, sind für die Aufrechterhaltung der Stabilität und Sicherheit des Satellitenbetriebs von entscheidender Bedeutung.

Im Dezember 2021 erklärte der stellvertretende Direktor der Abteilung für Nichtverbreitung und Waffen des russischen Außenministeriums, Konstantin Vorontsov, auf einer Ausschusssitzung der Vereinten Nationen, dass Starlink, obwohl es sich um ein kommerzielles System zur Bereitstellung von Internetdiensten handelt, „möglicherweise nicht mehr als rein zivil betrachtet“ wird und in Betracht gezogen wird ein militärisches Ziel. Nach dieser Doktrin würden die Russen diese Plattformen als faires Angriffsziel betrachten, wenn die Ukraine Starlink zur militärischen Führung und Kontrolle nutzt oder kommerzielle Bilder von BlackSky Global nutzt.

Schutz des IoT an der letzten Grenze

Die Zeiten, in denen ein kinetisches ASAT-Problem das primäre Mittel zur Beeinträchtigung von Weltraumoperationen war, sind längst vorbei – es befinden sich zu viele Satelliten im Orbit, und der Austausch von Anlagen im erdnahen Orbit der neuen Generation dauert Monate statt Jahre. Folglich ist es für Gegner jetzt kostengünstiger, Angriffe aus dem Weltraum zu starten.

Da die kommerzielle und staatliche Abhängigkeit der USA von Satelliten weiter zunimmt, wird der Schutz von IoT-Ressourcen vor Angriffen durch andere Satelliten immer wichtiger. Die gemeinsame Anstrengung von Regierungen, Raumfahrtagenturen und privaten Einrichtungen muss der Entwicklung und Implementierung robuster Sicherheitsmaßnahmen und einer vertrauenswürdigen Hardware-Herstellung Priorität einräumen, um die dauerhafte Zuverlässigkeit und Funktionalität dieser unverzichtbaren weltraumgestützten Systeme sicherzustellen.

Satelliten sind nach wie vor ein Höhepunkt der technologischen Errungenschaften, aber wir stehen jetzt an einem Scheideweg, an dem der Weltraum kein unumstrittenes Schlachtfeld mehr ist. Die Bedrohung durch IoT-Angriffe von anderen Satelliten ist eine deutliche Erinnerung an das empfindliche Gleichgewicht zwischen technologischem Fortschritt und Sicherheit, selbst in den riesigen Weiten des Kosmos. Während wir uns in dieser sich entwickelnden Landschaft zurechtfinden, wird die Stärkung der Verteidigungsanlagen unserer Satelliteninfrastruktur zu einer zwingenden Aufgabe, um unsere vernetzte Welt zu schützen.

Paul Maguire ist CEO und Mitbegründer von Knowmadics, einem innovativen Lösungsanbieter, der sich mit kritischen Sicherheitsanforderungen für terrestrische und weltraumgestützte Vermögenswerte befasst. Er ist ein ehemaliger Marine-Geheimdienstoffizier, der sich auf Weltraumsammlungen spezialisiert hat, und ziviler Programmmanager für das Weltraum- und Aufklärungsbüro der Luftwaffe, an dem er beteiligt ist tEr entwirft künftige nationale Raumfahrtsysteme. Herr Maguire ist außerdem Mitautor von Artikeln zu Multi-Spectral Imagery (MSI) und Imagery Exploitation.