Amenințări cibernetice dincolo de Pământ: Securizarea producției în spațiu

Societatea noastră globală depinde în mare măsură de tehnologiile spațiale. Majoritatea dintre noi sunt conștienți de faptul că poziționarea spațiului, vremea și sistemele de comunicații sunt esențiale pentru activitățile noastre de transport. Scriu acest articol pe un avion care folosește GPS pentru a-mi direcționa zborul în siguranță în jurul modelelor meteorologice severe care au fost identificate de sateliți. Dacă termin acest articol în zbor, îl voi încărca pentru publicare la Forbes printr-un satelit de comunicații geosincron.

Cu toate acestea, mulți oameni ar fi surprinși să afle că modern fabricile depind și de sateliți. Sistemele de automatizare a producției sincronizează operațiunile mai multor roboți pe liniile lor de producție folosind semnalele de sincronizare furnizate de Sateliți GPS. De fapt, GPS-ul este într-adevăr o colecție de 24 de ceasuri atomice (plus rezerve) care orbitează, fiecare difuzând continuu date de timp. Uber-ul dumneavoastră este ghidat de mici diferențe în semnalul de timp care emană de la patru sau mai mulți sateliți, induse de întârzierea semnalului față de poziția dumneavoastră relativă. Cunoscând viteza luminii (299,792,458 m/s), telefonul dvs. calculează distanțele și vă localizează poziția cu trigonometrie simplă... simplu pentru un smartphone oricum.

Liniile de producție automatizate moderne nu sunt doar cronometrate excelent, ci sunt și foarte interconectate, programabile de la distanță, monitorizate și controlate. În consecință, domeniul cibernetic este din ce în ce mai important spațiu-amenințare pentru producători. Stațiile de proiectare a computerelor și serverele sunt ținte evidente pentru hackeri, dar orice sistem de producție digitalizat compromis poate oferi date de proprietate valoroase. Chiar și fișierele de la mașini-unelte programabile de la imprimante pot dezvălui multe despre produsele pe care le produc. Pierderea acestor informații poate compromite proprietatea intelectuală a producătorului și a clienților acestora.

În domeniul aerospațial, multe dintre produsele fabricate sunt clasificate sau se încadrează în categoria mai largă a Informații neclasificate controlate (CUI) și sunt căutate activ de adversarii străini. Securizarea roboților industriali, tăietoarelor cu jet de apă și imprimantelor 3D de la intrușii cibernetici sponsorizați de stat este o sarcină dificilă pentru departamentele IT din fabrică. Securizarea fișierelor de programare și de piese pentru aceste sisteme în timpul transmiterii lor este o sarcină la fel de importantă care de multe ori este trecut cu vederea.

Vulnerabilitatea este reală. În urmă cu mai bine de un deceniu, un virus de computer Windows, cunoscut sub numele Stuxnet, a fost proiectat pentru a detecta computerele conectate la sistemele de control logic programabil Siemens S7, un controler comun al mașinii de producție. Dacă controlerul părea să opereze o centrifugă de îmbogățire a uraniului, fișierele au fost transferate și operațiunile acelui proces de fabricație au decurs subtil oblic. Stuxnet a întrerupt semnificativ producția Iranului de material nuclear. În timp ce Stuxnet se presupune în general că a fost produsul unui efort guvernamental comun SUA-Israel, ar trebui să presupunem că adversarii noștri folosesc în mod activ arme cibernetice similare.

Întorcându-ne în spațiu, să luăm în considerare implicațiile securității cibernetice pentru producția de roboți pe orbită. Da, fabrici spațiale sunt un domeniu real, în curs de dezvoltare. Mediul microgravitațional permite producerea de produse pe care nu le putem face pe Pământ. Acestea includ cristale uimitor de perfecte, materiale unice și super pure, medicamente revoluționare și chiar organe bio-imprimate. Unele dintre aceste produse, cum ar fi cablul cu fibră optică de ultra-înaltă performanță, oferă o valoare suficientă încât să le facă în spațiu – chiar și la costurile de zbor relativ mari de astăzi – promite un profit foarte sănătos.

NASA recunoaște producție spațială ca o tehnologie importantă care poate aduce beneficii propriilor misiuni ale agenției. Este, de asemenea, un sector de afaceri critic, alături de turismul spațial, în dezvoltarea pe termen scurt a unei economii spațiale. Am condus recent revizuirea modelelor de afaceri pentru Centrul Spațial Johnson Aplicații de producție în spațiu (InSPA) program. Sub InSPA, NASA premiat cu opt echipele de producție au posibilitatea de a-și zbura proiectul de producție în spațiu. NASA și Laboratorul Național ISS va oferi acestor startup-uri de producție spațiul de rack și timpul de astronaut necesar pentru rulările lor de testare. Beneficiarii vor primi, de asemenea, transportul în jos necesar pentru a-și returna produsele fabricate pe Pământ. Obiectivul este de a oferi firmelor americane un punct de sprijin în spațiu, în timp ce așteptăm comercializarea Low Earth Orbit (LEO).

Mai multe companii plănuiesc să se implementeze stații spațiale orbitale comerciale în următorii câțiva ani. Modelele lor de venituri depind adesea de apariția producției spațiale viabile. După cum vă puteți imagina, timpul astronautului este scump. NASA cotează până la 700,000 de dolari pe oră. Deși operațiunile comerciale vor scădea cu MULT, automatizarea sistemelor de producție spațială este o cerință, nu o opțiune.

Aplicația supremă pentru producția în afara planetei este furnizarea autonomie pentru instalațiile în spațiu. Când piese și Unelte pauză pe o stație spațială, este mult mai eficient să imprimați înlocuitori la fața locului. Acest lucru reduce costurile, elimină întârzierile uriașe de transport și crește rezistența. Piesele eșuate pot fi reciclate în noi filamente de imprimantă 3D și reimprimate, reducând și mai mult dependența de Pământ pentru materii prime. The Rewire Regolith Proiectul a făcut pași promițători în acest sens prin producerea de structuri imprimate 3D cu regolit, „murdărie” anorganică de pe suprafața lunară sau marțiană. Spațiul relativității, a cărui rachetă Terran imprimată 3D este pregătirea pentru lansare la Cape Canaveral, intenționează să imprime într-o zi rachete întregi pe Luna de pe Marte, folosind materiale din surse locale. Un punct forte al producției automate în spațiu este capacitatea de a transmite proiecte și actualizări de pe Pământ, mai degrabă decât materiale. Aceasta este, de asemenea, o problemă serioasă de securitate cibernetică.

Transferurile securizate ale acestor fișiere și ale altor comunicații sunt esențiale, deoarece sistemele spațiale au fost ținte dovedite pentru atacuri cibernetice. Cu o oră înainte de a invada Ucraina, Rusia a lansat un atac cibernetic spațial pe rețeaua KA-SAT a Viasat, deconectând utilizatorii din Ucraina și din alte părți ale Europei. Proliferarea exponențială a micilor sateliți care se lansează în prezent pe orbită va oferi noi suprafețe de atac atât statelor inamice, cât și actorilor nestatali.

Anul trecut, am avut onoarea să servesc ca examinator extern pentru DPhil viva (teza de doctorat) a lui James Pavur, un cercetător Rhodes care studiază informatica la Oxford. lucrarea doctorului Pavur privind securitatea cibernetică spațială a arătat că tehnologiile de comunicații spațiale sunt remarcabil de vulnerabile la interceptare. Protocoalele de comunicații prin satelit prioritizează stoarcerea celor mai bune performanțe din conexiunile cu lățime de bandă redusă și sunt afectate de latență, întârzieri induse de semnalele radio care traversează distanțe de dimensiuni spațiale, chiar și la viteza luminii. Acești factori pot face ca tehnologiile tradiționale de securitate, cum ar fi VPN-urile, să nu fie practic, iar multe comunicații spațiale sunt pur și simplu necriptate. Dr. Pavur și alții au arătat că este chiar posibil să se introducă date noi în fluxurile de comunicații din motive potențial nefaste. Un astfel de atac ar putea deteriora produsul sau sistemul de fabricație în sine. S-ar putea chiar să saboteze un vehicul spațial sau un habitat și să pună călătorii spațiali în pericol. Având în vedere interdependența sistemelor moderne, daunele cauzate oricărui activ spațial ar avea un efect de undă, generând potențial pierderi financiare grele pentru firme și persoane care nu sunt complet conștiente de dependența lor de sistemele spațiale vulnerabile.

Apar soluții. În rolul meu de profesor invitat în cadrul Institutul pentru Știința și Tehnologia Securității (ISST) la Imperial College London, am întâlnit o întreprindere pornită din Marea Britanie care abordează această problemă. DEFEND3D a dezvoltat un Secure Streaming Transfer Protocol care permite o realimentare digitală securizată a datelor componente către locații îndepărtate, fără a fi nevoie de transfer de fișiere, eliminând riscul de securitate asociat cu transmiterea întregului activ 2D sau 3D. Acest lucru se realizează prin utilizarea unui flux continuu și dinamic către o mare varietate de dispozitive de producție cu lățimi de bandă de până la 3 kbps. Această tehnologie de permitere ar putea oferi bazele producției securizate de la distanță în setări extraterestre și va permite prototiparea rapidă a designului, iterația și testarea pe ISS, viitoarele stații comerciale și pe suprafața lunară.

Viitorul producției în spațiu este incredibil de luminos, dar este necesară vigilență. Trebuie să integrăm securitatea cibernetică în producția în spațiu încă de la început, înainte de a suferi o „zi proastă”, nu ca reacție la una.