Satellites And The Specter Of IoT Attacks

由柏拉图重新发布

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在浩瀚的太空中，卫星静静地运行，成为现代世界的互联支柱。快速增长的卫星网络构成了支持全球通信、导航、天气预报、防御行动等的关键基础设施。当今的全球太空经济规模巨大，预计总量将超过的美元600亿元 2024 年每年一次。

物联网 (IoT) 组件是下一代卫星不可或缺的一部分。物联网卫星设备和系统旨在优化效率和增强功能，提供更好的通信、数据传输、机载数据处理、电源管理等。但这些天基系统的互连性也是其主要弱点之一。除了老式信号干扰和地面位置干扰的威胁之外，物联网组件使现代航天器容易受到新的攻击媒介——这个庞大且不断增长的网络中的其他卫星的攻击。

与地面物联网中一台设备的缺陷可能危及整个网络类似，一颗卫星的安全漏洞可能对其所连接的其他卫星产生连锁反应。这为恶意行为者利用卫星通信协议、命令系统或软件中的弱点打开了大门，可能导致对这些轨道资产的破坏甚至完全失去控制。

确保卫星免受物联网威胁的挑战

不同的商业、民用和军用卫星开发商缺乏标准化的安全协议，加剧了这种脆弱性，而且许多卫星网络安全方法都面临着各自的挑战。例如，使用基于硬件的机载安全解决方案保护卫星的成本高昂，而且组件体积庞大，增加了卫星发射和运营的成本。

卫星的物理性质和运行区域提出了额外的挑战。与地面设备不同，部署到轨道上的卫星无法轻松访问以进行安全更新或物理维护。

此外，由于彼此距离更近的卫星数量大幅增加，诸如相邻卫星干扰 (ASI) 或一颗卫星的信号由于频率相似而干扰另一颗卫星的信号等现象可能而且确实会发生。此类干扰可能导致信号质量下降、数据损坏或通信完全中断。地面上的类比是，当两个附近的广播电台以非常接近的频率广播时，您的汽车收音机会受到干扰。

联合国外层空间事务办公室促进有关太空活动的协议，包括协调卫星轨道以避免不同航天国家之间的干扰和冲突。卫星运营商还应该通过仔细协调频段分配来消除干扰事件，以确保相邻卫星在良好分离的频率范围上运行。实际上，由于一些卫星供应商正在购买类似的组件，因此一些 ASI 几乎是不可避免的。然而，上行链路和下行链路期间的干扰事件的数量和持续时间都在增加，并且并非所有这些都可以归因于对准错误和设备故障。

一颗卫星可能会成为其他卫星以及地面攻击的目标，这是一个令人不安的现实。虽然历史上卫星面临地面网络攻击和动能导弹攻击的风险，但卫星的出现基于网络的反卫星（ASAT）能力意味着网络攻击不再仅仅集中于使卫星脱离轨道或摧毁卫星。相反，网络反卫星武器利用难以保护或确保安全的机载物联网系统和子系统，瞄准卫星电池或干扰太阳能电池板的部署或对准，从而降低卫星性能或寿命。

反卫星攻击媒介有可能破坏、削弱、禁用或摧毁卫星，造成大范围的混乱，并严重影响依赖它们的重要服务。非动能网络攻击可能会在发射时嵌入关键物联网子系统中，或者在发射后从邻近卫星或敌方地面站注入。它们还可以被掩盖，为对手提供看似合理的推诿：例如，攻击可能归因于 ASI 或与流星雨同时发生。

立即采取措施应对威胁

由于卫星面临的威胁多种多样且复杂，因此解决物联网漏洞需要采取多方面的方法。首先，卫星运营商、政府和国际组织之间的合作对于建立统一的安全标准和协议至关重要。实施强大的加密、身份验证机制和定期安全审计对于加强卫星系统抵御潜在攻击至关重要。采用联盟方法（可能涉及非营利太空倡导团体）来制定审查物联网组件供应商的最低安全标准，可能非常有助于提高认识并创建鼓励商业公司之间信息共享的机制。

此外，人工智能和机器学习的进步应被视为增强卫星安全的好处和加剧威胁的潜在工具。人工智能驱动的系统可以持续监控卫星网络，检测异常情况并实时响应潜在威胁，降低风险并最大限度地减少发射时攻击或嵌入恶意软件的影响。但相反，人工智能驱动的网络威胁肯定会加剧太空资产中存在的任何物联网漏洞。

运营航天器和太空发射设施的国家还需要制定规范和协议来管理太空中负责任的行为。旨在防止太空军事化和减轻反卫星能力带来的风险的外交努力对于维持卫星运行的稳定性和安全至关重要。

2021 年 XNUMX 月，俄罗斯外交部防扩散与武器司副司长康斯坦丁·沃龙佐夫在联合国委员会会议上表示，星链虽然是一个提供互联网服务的商业系统，但“可能不再被视为纯粹的民用”，而是将被考虑一个军事目标。根据这一原则，当乌克兰使用星链进行军事指挥和控制，或利用 BlackSky Global 的商业图像时，俄罗斯人会认为这些平台是攻击的对象。

保护物联网的最后前沿

动能反卫星问题成为干扰太空行动主要手段的时代早已过去——轨道上的卫星太多，更换新一代近地轨道资产需要数月而不是数年的时间。因此，现在对手从太空发动攻击更具成本效益。

随着美国商业和政府对卫星的依赖不断增长，保护物联网资产免受来自其他卫星的攻击变得至关重要。政府、航天机构和私营实体的合作必须优先考虑开发和实施强有力的安全措施和可信的硬件制造，以确保这些不可或缺的天基系统的持续可靠性和功能。

卫星仍然是技术成就的顶峰，但我们现在正站在一个十字路口，太空不再是一个无可争议的战场。来自其他卫星的物联网攻击威胁清楚地提醒人们，即使在浩瀚的宇宙中，技术进步与安全之间也存在微妙的平衡。当我们应对不断变化的形势时，加强卫星基础设施的防御就成为保护互联世界的当务之急。

Paul Maguire 是 Knowmadics 的首席执行官兼联合创始人，Knowmadics 是一家创新解决方案提供商，致力于满足陆地和太空资产的关键安全要求。他是前海军情报官员，专门从事空间收集工作，也是空军空间和侦察办公室的民事项目经理，参与了 t未来国家空间系统的设计。 Maguire 先生还与人合着了有关多光谱图像 (MSI) 和图像开发的论文。