Kiberfenyegetések a Földön túl: Az űrben történő gyártás biztosítása

Globális társadalmunk erősen függ az űralapú technológiáktól. Legtöbben tisztában vagyunk azzal, hogy az űrpozícionálás, az időjárás és a kommunikációs rendszerek kritikus fontosságúak szállítási tevékenységeink szempontjából. Ezt a cikket egy olyan gépen írom, amely GPS-t használ, hogy biztonságosan irányítsa repülésemet a műholdak által azonosított szélsőséges időjárási körülmények között. Ha befejezem ezt a cikket repülés közben, egy geoszinkron kommunikációs műholdon keresztül feltöltöm a Forbes oldalára.

Ennek ellenére sokan meglepődnének, ha megtudnák, hogy a modern a gyárak is a műholdaktól függenek. A gyártásautomatizálási rendszerek a gyártósoraikon lévő több robot működését szinkronizálják a gyártó által biztosított időzítési jelek segítségével. GPS műholdak. Valójában a GPS valójában 24 (plusz tartalék) keringő atomóra gyűjteménye, amelyek mindegyike folyamatosan időadatokat sugároz. Uberét a négy vagy több műholdról érkező időjel apró eltérései vezérlik, amelyeket a jel relatív helyzetéhez viszonyított késleltetése okoz. A fénysebesség (299,792,458 XNUMX XNUMX m/s) ismeretében a telefon egyszerű trigonometriával kiszámítja a távolságokat és meghatározza a pozícióját… okostelefonnak mindenesetre egyszerű.

A modern automatizált gyártósorok nemcsak kitűnően időzítettek, hanem szorosan összekapcsolhatók, távolról programozhatók, felügyelhetők és vezérelhetők. Következésképpen a kiberdomain egyre fontosabb veszélytér a gyártók számára. A számítógép-tervező állomások és szerverek nyilvánvaló célpontjai a hackerek számára, de bármilyen kompromittált digitalizált gyártási rendszer értékes, védett adatokhoz vezethet. Még a nyomtatók programozható szerszámgépeiből származó fájlok is sokat elárulhatnak az általuk gyártott termékekről. Ezen információk elvesztése veszélyeztetheti a gyártó és ügyfelei szellemi tulajdonát.

A repülőgépiparban sok gyártott termék besorolásra kerül, vagy a tágabb kategóriájába tartozik Ellenőrzött, nem minősített információ (CUI), és aktívan keresik őket a külföldi ellenfelek. Az ipari robotok, vízsugárvágók és 3D nyomtatók államilag támogatott kiberbehatolóktól való védelme kihívást jelent a gyári informatikai részlegek számára. Ugyanilyen fontos feladat ezeknek a rendszereknek a programozási és alkatrészfájljainak biztosítása az átvitel során amit gyakran figyelmen kívül hagynak.

A sebezhetőség valós. Több mint egy évtizeddel ezelőtt egy Windows számítógépes vírus, az ún Stuxnet, a Siemens S7 programozható logikai vezérlőrendszerekhez, a gyártógépek általános vezérlőjéhez kapcsolódó számítógépek észlelésére tervezték. Ha úgy tűnt, hogy a vezérlő urándúsító centrifugát üzemeltet, fájlokat vittek át, és a gyártási folyamat műveletei finoman ferdén mentek. A Stuxnet jelentősen megszakította Irán nukleáris anyagtermelését. Míg a Stuxnetről általánosságban azt feltételezik, hogy egy közös amerikai-izraeli kormányzati erőfeszítés eredménye, fel kell tételeznünk, hogy ellenfeleink aktívan használnak hasonló kiberfegyvereket.

Visszatérve az űrbe, nézzük meg a kiberbiztonsági vonatkozásait a pályán lévő robotok gyártásával kapcsolatban. Igen, űrben működő gyárak valódi, feltörekvő tartomány. A mikrogravitációs környezet lehetővé teszi olyan termékek előállítását, amelyeket a Földön nem tudunk előállítani. Ezek között vannak elképesztően tökéletes kristályok, egyedi és szupertiszta anyagok, forradalmi gyógyszerek, sőt bionyomtatott szervek is. E termékek némelyike, mint például az ultranagy teljesítményű száloptikai kábel, elegendő értéket képvisel ahhoz, hogy az űrben való gyártásuk – még a mai viszonylag magas repülési költségek mellett is – nagyon egészséges haszonnal kecsegtet.

A NASA elismeri térgyártás mint fontos technológia, amely előnyös lehet az ügynökség saját küldetései számára. Az űrturizmus mellett kritikus üzleti szektor is az űrgazdaság rövid távú fejlődésében. Nemrég vezettem a Johnson Űrközpont üzleti modelljeinek felülvizsgálatát In-Space Production Applications (InSPA) program. Az InSPA alatt a NASA nyolcat díjazták a gyártócsapatok lehetőséget kapnak arra, hogy gyártási projektjüket az űrbe repítsék. A NASA és a ISS Nemzeti Laboratórium biztosítja ezeknek a gyártó induló vállalkozásoknak a tesztüzemeikhez szükséges állványteret és űrhajós-időt. A díjazottak a legyártott termékeik Földre való visszajuttatásához szükséges tömeges szállítást is megkapják. A cél az, hogy az amerikai cégeknek megvesse a lábát az űrben, miközben várjuk az alacsony földi pálya (LEO) kereskedelmi forgalomba hozatalát.

Több cég is tervezi a telepítést kereskedelmi orbitális űrállomások a következő néhány évben. Bevételi modelljeik gyakran az életképes űrgyártás megjelenésétől függenek. Ahogy gondolhatja, az űrhajósok ideje drága. A NASA óránként legfeljebb 700,000 XNUMX dollárt ajánl. Bár a kereskedelmi műveletek ezt SOKKAL csökkentik, az űrgyártási rendszerek automatizálása követelmény, nem pedig lehetőség.

A bolygón kívüli gyártás végső alkalmazását a biztosítják önállóság űrbeli létesítményekhez. Amikor alkatrészek és szerszámok Ha megszakad egy űrállomáson, sokkal hatékonyabb a helyben kinyomtatni a pótlásokat. Ez csökkenti a költségeket, kiküszöböli a hatalmas szállítási késéseket és növeli a rugalmasságot. A meghibásodott alkatrészek újrahasznosíthatók új 3D nyomtatószálakká és újranyomtathatók, így tovább csökkenthető a Földtől való nyersanyag-függőség. Az Redwire Regolith A projekt ígéretes lépéseket tett e felé azzal, hogy 3D nyomtatott szerkezeteket állított elő regolittal, szervetlen „szennyeződéssel” a Hold vagy Mars felszínéről. Relativitás-tér, amelynek 3D nyomtatott Terran rakétája az indulásra készül Cape Canaveralban azt tervezi, hogy egy nap egész rakétákat nyomtat a Holdra a Marson, helyi forrásból származó anyagok felhasználásával. Az automatizált űrben történő gyártás egyik fő erőssége az, hogy a terveket és a frissítéseket a Földről lehet továbbítani, nem pedig anyagokat. Ez komoly kiberbiztonsági aggályt is jelent.

Ezen fájlok és egyéb kommunikációk biztonságos átvitele kritikus fontosságú, mivel az űrrendszerek bizonyítottan kibertámadások célpontjai. Egy órával azelőtt, hogy megszállta volna Ukrajnát, Oroszország elindította a űrkibertámadás a Viasat KA-SAT hálózatán, megszakítva a felhasználókat Ukrajnában és Európa más részein. A jelenleg pályára állított kis műholdak exponenciális elterjedése új támadási felületeket kínál majd az ellenséges államok és a nem állami szereplők számára egyaránt.

Tavaly abban a megtiszteltetésben volt részem, hogy külső vizsgáztatóként dolgozhattam James Pavur, az Oxfordban informatikát tanuló Rhodes Scholar DPhil viva (PhD disszertációja) számára. Dr. Pavur munkája Az űrkiberbiztonságról szóló tanulmány feltárta, hogy az űrkommunikációs technológiák rendkívül érzékenyek a lehallgatásra. A műholdas kommunikációs protokollok előnyben részesítik az alacsony sávszélességű kapcsolatokból a legjobb teljesítményt, és sújtják őket a késleltetés, valamint az űrméretű távolságokat áthaladó rádiójelek okozta késések, még fénysebességgel is. Ezek a tényezők a hagyományos biztonsági technológiákat, például a VPN-eket, kivitelezhetetlenné tehetik, és sok helyen lévő kommunikáció csak titkosítatlan. Dr. Pavur és mások kimutatták, hogy lehetséges aljas okokból még új adatokat is be lehet illeszteni a kommunikációs adatfolyamokba. Egy ilyen támadás károsíthatja a terméket vagy magát a gyártási rendszert. Még az is előfordulhat, hogy szabotál egy űrjárművet vagy egy élőhelyet, és az űrhajósokat károsíthatja. Tekintettel a modern rendszerek kölcsönös függőségére, az űreszközökben okozott károk tovagyűrűző hatásúak lehetnek, és súlyos pénzügyi veszteségeket okozhatnak azoknak a cégeknek és magánszemélyeknek, akik nincsenek tisztában azzal, hogy a sebezhető űralapú rendszerektől függenek.

Megoldások születnek. Vendégprofesszori szerepemben a Biztonságtudományi és Technológiai Intézet (ISST) az Imperial College Londonban találkoztam egy brit székhelyű startuppal, amely ezzel a problémával foglalkozott. DEFEND3D kifejlesztett egy Secure Streaming Transfer Protocol-t, amely lehetővé teszi a részadatok biztonságos digitális utánpótlását távoli helyekre, fájlátvitel nélkül, kiküszöbölve a teljes 2D vagy 3D eszköz továbbításával kapcsolatos biztonsági kockázatot. Ezt úgy érik el, hogy folyamatos, dinamikus adatfolyamot használnak a legkülönfélébb, akár 3 kb/s sávszélességű gyártóeszközökhöz. Ez az alaptechnológia megalapozhatja a biztonságos távoli gyártást a földön kívüli körülmények között, és lehetővé teszi a gyors tervezési prototípusok készítését, iterációját és tesztelését az ISS-en, a jövőbeni kereskedelmi állomásokon és a Hold felszínén.

Az űrben történő gyártás jövője hihetetlenül fényes, de éberségre van szükség. Kezdettől fogva be kell építenünk a kiberbiztonságot az űrben történő gyártásba, mielőtt elszenvednénk a „rossz napot”, nem pedig annak hatására.