[科普]互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星遭受的黑客攻擊在增加
近地軌道星座的弱點(diǎn)仍然是容易受到信號干擾。
2022年的俄烏沖突使烏克蘭的通信陷入了困境：在沖突爆發(fā)之前，俄羅斯黑客擊垮了覆蓋歐洲的Viasat衛(wèi)星地面接收器。然后，企業(yè)家埃隆?馬斯克迅速給予了星鏈的接入服務(wù)，星鏈?zhǔn)翘仗剿骷夹g(shù)公司正在建設(shè)的近地軌道（LEO）通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。很快，馬斯克報(bào)告稱，星鏈正在受到干擾攻擊和軟件對抗。
圖中長方形的衛(wèi)星天線是星鏈衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)部件。星鏈的所有者埃隆·馬斯克說，自2022年俄烏沖突開始，星鏈向?yàn)蹩颂m給予無線覆蓋以來，該衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)遭受了一系列的干擾攻擊。
2023年3月，根據(jù)《華盛頓郵報(bào)》消息和美國國民警衛(wèi)隊(duì)飛行員杰克?特謝拉（Jack Teixeira）泄露的文件，美國國防部推斷俄羅斯仍然在試圖干擾星鏈。據(jù)防務(wù)一號網(wǎng)站報(bào)道，烏克蘭軍方同樣將星鏈的問題歸咎于俄羅斯的干擾。如果俄羅斯在干擾近地軌道星座，那么這將是空間地面通信無聲戰(zhàn)爭的新層面。
“關(guān)于這方面的信息確實(shí)不多?！毖芯刻罩卫淼姆钦M織安全世界基金會的項(xiàng)目規(guī)劃主任布萊恩?韋登（Brian Weeden）說。但韋登補(bǔ)充道：“我的感覺是，干擾星鏈（比干擾GPS衛(wèi)星）要難得多?！?/p>
通信衛(wèi)星無論高度或體積如何，都比導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的功率要大，因此要干擾它們，需要更大的功率。不過，慕尼黑聯(lián)邦武裝部隊(duì)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)防御研究所的隱私和應(yīng)用密碼學(xué)教授馬克?馬努里斯（Mark Manulis）表示，與大型對地靜止衛(wèi)星相比，近地軌道衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的高度為2000千米或更低，頻繁的切換“會導(dǎo)致延遲和較多的干擾面”。
安全和通信研究人員正在研究防御和對抗措施，雖然大多數(shù)研究是秘密的，但根據(jù)一些出版物和開源研究可以推斷，許多近地軌道衛(wèi)星毫無應(yīng)對直接攻擊的準(zhǔn)備，也沒有未來可能需要的一些防御措施。
芬蘭埃斯波VTT技術(shù)研究中心的電信安全研究員伊賈茲?艾哈邁德（Ijaz Ahmad）說：“衛(wèi)星變小了，用途非常專一。用于計(jì)算、處理和存儲的資源也減少了?！庇?jì)算能力越小意味著加密功能越少，檢測和響應(yīng)人為干擾或其他有源干擾的能力越差。
軟件定義無線電（SDR）的興起可使硬件完成新任務(wù)時(shí)變得更容易，包括允許小衛(wèi)星覆蓋多個(gè)頻帶。“要實(shí)現(xiàn)可編程，就需要硬件帶有可遠(yuǎn)程連接的端口。但如果忽視了安全方面的問題，就會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。”艾哈邁德說。
多年來，私營公司和政府組織不斷都在規(guī)劃近地軌道星座，每個(gè)星座有數(shù)千顆衛(wèi)星。例如，近十年來，美國國防部不斷在設(shè)計(jì)自己的近地軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)充傳統(tǒng)的對地同步靜止星座，并且已經(jīng)開始簽發(fā)星座建設(shè)合同。大學(xué)研究小組也在向近地軌道發(fā)射小型標(biāo)準(zhǔn)化立方體衛(wèi)星（CubeSats）用于研究和演示?，F(xiàn)成的通用組件和軟件定義無線電的出現(xiàn)伴隨著衛(wèi)星星座的激增。雖然衛(wèi)星更便宜了，但可能不那么安全。
據(jù)記者兼作家巴特?亨德里克斯（Bart Hendrickx）報(bào)道，俄羅斯國防組織委托制造了一個(gè)名為Tobol的系統(tǒng)，壓制可能干擾俄羅斯衛(wèi)星的干擾源。這意味著俄羅斯既可以向衛(wèi)星發(fā)射干擾信號，又可以防范對手的干擾。
2022年，研究人員在一篇有關(guān)近地軌道安全性的評論文章中寫道，許多發(fā)射新一代低成本衛(wèi)星的組織和組織都沒有解決最大的安全問題。這可能是因?yàn)榻剀壍赖恼T人之處在于價(jià)格低廉的新硬件能夠完成較小的任務(wù)。
其后果是有組織的黑客犯罪集團(tuán)攻擊和勒索衛(wèi)星運(yùn)營商，或出售他們獲取的信息。
針對軟件定義無線電的風(fēng)險(xiǎn)和現(xiàn)代低成本衛(wèi)星固件需要更新的事實(shí)，采取一些簡單的物理安全措施是一種應(yīng)對方法。雖然星鏈沒有回應(yīng)其安全性評價(jià)的請求，但多名獨(dú)立研究員表示，他們懷疑當(dāng)今的商業(yè)衛(wèi)星是否符合軍用衛(wèi)星安全對抗對策，甚至是否滿足地面通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。
近地軌道盡管有這種弱點(diǎn)，但在戰(zhàn)爭中確實(shí)能帶來一些優(yōu)勢：衛(wèi)星數(shù)量多，每顆衛(wèi)星的成本低。攻擊或摧毀一顆衛(wèi)星“可能對只有幾顆高價(jià)值衛(wèi)星的對手有用，但如果對手有數(shù)百顆或數(shù)千顆衛(wèi)星，那么影響就會小得多”，韋登說。此外，近地軌道還給予了一種新的選項(xiàng)：將一條信息發(fā)送到多顆衛(wèi)星，然后確認(rèn)。這在只有少量對地靜止衛(wèi)星覆蓋地球時(shí)是不可能的，這是發(fā)射器與接收器協(xié)作確保傳輸信息完整的一種方式。2021年，約翰?霍普金斯大學(xué)通信工程師維吉莎?維拉科迪（Vijitha Weerackody）在一次演講中表示，只需3顆近地軌道衛(wèi)星就可完成這種協(xié)作。
盡管有這些特點(diǎn)，未來近地軌道星座設(shè)計(jì)者可能還是需要改進(jìn)安全措施，包括天線、具備擴(kuò)頻調(diào)制的無線電策略，以及時(shí)域和變換域自適應(yīng)濾波。即便如此，極端激進(jìn)的黑客也可能采用特別強(qiáng)大的干擾信號進(jìn)行攻擊，干擾信號可覆蓋衛(wèi)星整個(gè)帶寬，并使其電子設(shè)備飽和。
“這里需要引入一個(gè)堅(jiān)固的加密層?！瘪R努里斯說，“針對近地軌道衛(wèi)星通信，現(xiàn)在還沒有一個(gè)好的標(biāo)準(zhǔn)。政府應(yīng)該借助密碼學(xué)，有助于在該領(lǐng)域建立標(biāo)準(zhǔn)。”馬里蘭州蓋瑟斯堡的美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所確實(shí)針對商業(yè)衛(wèi)星加密起草了一份指南，衛(wèi)星運(yùn)營商OneWeb在設(shè)計(jì)其近地軌道星座時(shí)參考了這份指南。OneWeb的首席云安全架構(gòu)師溫迪?吳（Wendy Ng）說：“向他們致敬。他們做了很多工作，與不同的供應(yīng)商和組織溝通，確保做的事是恰當(dāng)?shù)?。?/p>
對于戰(zhàn)場上的軍隊(duì)、太空事業(yè)的投資者、進(jìn)入地球軌道或更遠(yuǎn)軌道的旅行者，以及地球上每一個(gè)使用衛(wèi)星來導(dǎo)航或通信的人，不斷增長的近地軌道星座的安全問題非常重要。“我希望能有更多的行動方案， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以團(tuán)結(jié)一致，分享最佳實(shí)踐和資源。”O(jiān)neWeb的吳說。
作者：Lucas Laursen
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