Küberohud väljaspool maad: kosmosetööstuse kindlustamine

Meie globaalne ühiskond sõltub suuresti kosmosepõhistest tehnoloogiatest. Enamik meist on teadlikud, et kosmose positsioneerimine, ilm ja sidesüsteemid on meie transporditegevuse jaoks üliolulised. Kirjutan seda artiklit lennukil, mis kasutab GPS-i, et juhtida mu lendu ohutult mööda raskeid ilmastikutingimusi, mille on tuvastanud satelliidid. Kui ma selle artikli lennu ajal lõpetan, laadin selle geosünkroonse sidesatelliidi kaudu Forbesis avaldamiseks üles.

Sellegipoolest oleksid paljud inimesed üllatunud, kui saaksid seda kaasaegset teada tehased sõltuvad ka satelliitidest. Tootmise automatiseerimissüsteemid sünkroniseerivad oma tootmisliinidel olevate robotite tööd, kasutades seadme poolt pakutavaid ajastussignaale. GPS -satelliidid. Tegelikult on GPS tõesti 24 (pluss varuosad) tiirleva aatomkella kogum, millest igaüks edastab pidevalt ajaandmeid. Teie Uber juhindub väikestest erinevustest neljalt või enamalt satelliidilt lähtuvas ajasignaalis, mis on tingitud signaali viivitusest teie suhtelisele asukohale. Teades valguse kiirust (299,792,458 XNUMX XNUMX m/s), arvutab teie telefon vahemaad ja määrab teie asukoha lihtsa trigonomeetria abil ... nutitelefoni jaoks lihtne.

Kaasaegsed automatiseeritud tootmisliinid pole mitte ainult suurepäraselt ajastatud, vaid ka omavahel tihedalt ühendatud, kaugprogrammeeritavad, jälgitavad ja juhitavad. Sellest tulenevalt on küberdomeen üha olulisem ohuruum tootjatele. Arvutidisaini jaamad ja serverid on häkkerite jaoks ilmselged sihtmärgid, kuid mis tahes ohustatud digitaliseeritud tootmissüsteem võib anda väärtuslikke varalisi andmeid. Isegi printerite programmeeritavate tööpinkide failid võivad nende toodetavate toodete kohta palju paljastada. Selle teabe kaotamine võib kahjustada tootja ja tema klientide intellektuaalomandit.

Lennundusvaldkonnas on paljud toodetavad tooted klassifitseeritud või kuuluvad laiemasse kategooriasse Kontrollitud salastamata teave (CUI) ja neid otsivad aktiivselt välisvastased. Tööstusrobotite, vesilõikurite ja 3D-printerite kaitsmine riiklikult toetatud kübersissetungijate eest on tehase IT-osakondade jaoks keeruline ülesanne. Sama oluline ülesanne on nende süsteemide programmeerimis- ja osafailide turvamine nende edastamise ajal mis sageli kahe silma vahele jääb.

Haavatavus on tõeline. Rohkem kui kümme aastat tagasi ilmus Windowsi arvutiviirus, tuntud kui Stuxnet, oli loodud tuvastama Siemensi S7 programmeeritavate loogikajuhtimissüsteemidega ühendatud arvuteid, mis on tavaline tootmismasina kontroller. Kui näis, et kontroller kasutas uraani rikastamise tsentrifuugi, edastati failid ja selle tootmisprotsessi toimingud läksid peenelt viltu. Stuxnet katkestas oluliselt Iraani tuumamaterjali tootmise. Kuigi üldiselt eeldatakse, et Stuxnet on USA ja Iisraeli valitsuse ühise jõupingutuse tulemus, peaksime eeldama, et meie vastased kasutavad aktiivselt sarnaseid küberrelvi.

Pöördudes tagasi kosmosesse, mõelgem küberturvalisuse tagajärjele orbiidil olevate robotite tootmisel. jah, kosmosepõhised tehased on tõeline arenev domeen. Mikrogravitatsioonikeskkond võimaldab toota tooteid, mida me Maal teha ei saa. Nende hulka kuuluvad hämmastavalt täiuslikud kristallid, ainulaadsed ja ülipuhtad materjalid, revolutsioonilised ravimid ja isegi biotrükitud elundid. Mõned neist toodetest, nagu ülikõrge jõudlusega fiiberoptiline kaabel, pakuvad piisavalt väärtust, et nende kosmoses valmistamine – isegi praeguste suhteliselt kõrgete lennukulude juures – tõotab väga tervislikku kasumit.

NASA tunnistab ruumi tootmine kui oluline tehnoloogia, mis võib olla kasulik agentuuri enda missioonidele. Samuti on see kosmoseturismi kõrval kriitiline ärisektor kosmosemajanduse lähiaja arengus. Juhtisin hiljuti Johnsoni kosmosekeskuse ärimudelite ülevaatamist Kosmosesisesed tootmisrakendused (InSPA) programm. InSPA all, NASA auhinnatud kaheksa tootmismeeskondadel võimalus lennutada oma tootmisprojekt kosmosesse. NASA ja ISSi riiklik labor annab neile tootmist alustavatele ettevõtetele katsesõitudeks vajaliku riiuliruumi ja astronautide aja. Auhinnasaajad saavad ka massitranspordi, mis on vajalik nende toodetud toodete Maale tagastamiseks. Eesmärk on anda USA ettevõtetele tugipunkt kosmoses, kui ootame madala maa orbiidi (LEO) kommertsialiseerimist.

Mitmed ettevõtted plaanivad kasutusele võtta kaubanduslikud orbitaalkosmosejaamad paari järgmise aasta jooksul. Nende tulumudelid sõltuvad sageli elujõulise ruumitootmise tekkimisest. Nagu võite arvata, on astronaudi aeg kallis. NASA noteerib kuni 700,000 XNUMX dollarit tunnis. Kuigi äritegevused vähendavad seda PALJU, on ruumi tootmissüsteemide automatiseerimine nõue, mitte valik.

Ülim rakendus planeedivälise tootmise jaoks on pakkuda isemajandamine kosmoserajatiste jaoks. Kui osad ja töövahendid kosmosejaama purunemisel on palju tõhusam asendusi kohapeal printida. See vähendab kulusid, välistab tohutud transpordiviivitused ja suurendab vastupidavust. Ebaõnnestunud osi saab taaskasutada uuteks 3D-printeri filamentideks ja uuesti printida, vähendades veelgi sõltuvust Maast toorainest. The Redwire Regolith projekt on astunud paljutõotavaid samme selle suunas, luues Kuu või Marsi pinnalt regoliidiga 3D-prinditud struktuure, anorgaanilist "mustust". Relatiivsusteooria, mille 3D prinditud Terran rakett on stardi ettevalmistamine Canaverali neemel plaanib ühel päeval trükkida Marsi Kuule terveid rakette, kasutades kohalikke materjale. Automatiseeritud kosmosetööstuse peamine tugevus on võime edastada kujundusi ja värskendusi Maalt, mitte materjale. See on ka tõsine küberturvalisuse probleem.

Nende failide ja muu side turvaline edastamine on kriitilise tähtsusega, kuna kosmosesüsteemid on osutunud küberrünnakute sihtmärkideks. Tund enne Ukrainasse tungimist lasi Venemaa a kosmose küberrünnak Viasati KA-SAT võrgus, katkestades kasutajate ühenduse Ukrainas ja mujal Euroopas. Praegu orbiidile saadetavate väikeste satelliitide eksponentsiaalne levik pakub uusi rünnakupindu nii vaenlase riikidele kui ka valitsusvälistele osalejatele.

Eelmisel aastal oli mul au olla Oxfordis arvutiteadust õppiva Rhodese stipendiaadi James Pavuri DPhil viva (PhD väitekirja) väliseksamineerijaks. Dr Pavuri tööd Kosmose küberjulgeoleku kohta selgus, et kosmosesidetehnoloogiad on pealtkuulamise suhtes märkimisväärselt haavatavad. Satelliitsideprotokollid seavad prioriteediks madala ribalaiusega ühenduste parima jõudluse väljapressimise ja neid vaevavad latentsusaeg, viivitused, mille põhjustavad kosmosesuuruste vahemaade läbivad raadiosignaalid isegi valguse kiirusel. Need tegurid võivad muuta traditsioonilised turbetehnoloogiad, nagu VPN-id, ebapraktiliseks ja paljud ruumikommunikatsioonid on lihtsalt krüptimata. Dr Pavur ja teised on näidanud, et potentsiaalselt alatutel põhjustel on võimalik isegi uusi andmeid sidevoogudesse sisestada. Selline rünnak võib kahjustada toodet või tootmissüsteemi ennast. See võib isegi potentsiaalselt saboteerida kosmosesõidukit või elupaika ja asetada kosmoseränduritele kahju. Arvestades kaasaegsete süsteemide vastastikust sõltuvust, võib mis tahes kosmosevarale tekitatud kahjul olla lainetusefekt, mis võib põhjustada suuri rahalisi kahjusid ettevõtetele ja üksikisikutele, kes pole üldse teadlikud oma sõltuvusest haavatavatest kosmosepõhistest süsteemidest.

Lahendused on tekkimas. Minu rollis külalisprofessorina Turvateaduse ja -tehnoloogia instituut (ISST) Londoni Imperial College'is kohtasin Ühendkuningriigis asuvat idufirmat, kes tegeles selle probleemiga. DEFEND3D on välja töötanud turvalise voogesituse edastusprotokolli, mis võimaldab osaandmete turvalist digitaalset tarnimist kaugematesse asukohtadesse ilma failiedastuse vajaduseta, välistades kogu 2D- või 3D-vara edastamisega seotud turvariski. See saavutatakse pideva dünaamilise voo kasutamisega paljudele tootmisseadmetele, mille ribalaiused on kuni 3 kbit/s. See võimaldav tehnoloogia võib anda aluse turvalisele kaugtootmisele maavälistes tingimustes ning võimaldab kiiret prototüüpide loomist, iteratsiooni ja katsetamist ISS-is, tulevastes kommertsjaamades ja Kuu pinnal.

Kosmosetööstuse tulevik on uskumatult helge, kuid valvsus on vajalik. Peame küberjulgeoleku algusest peale kosmosesiseseks tootmiseks ehitama, enne kui tabame "halba päeva", mitte vastusena sellele.