Cyber ​​Threats Beyond Earth: Securing In-Space Manufacturing

Нашето глобално општество во голема мера зависи од технологиите засновани на вселената. Повеќето од нас се свесни дека позиционирањето на вселената, времето и комуникациските системи се клучни за нашите транспортни активности. Ја пишувам оваа статија на авион кој користи GPS за безбедно да го насочува мојот лет околу тешките временски шеми кои се идентификувани од сателитите. Ако ја завршам оваа статија во летот, ќе ја подигнам за објавување во Форбс преку геосинхрон комуникациски сателит.

Сепак, многу луѓе би биле изненадени кога ќе научат дека е модерно и фабриките зависат од сателити. Системите за автоматизација на производството ги синхронизираат операциите на повеќе роботи на нивните производни линии користејќи ги временските сигнали обезбедени од ГПС сателити. Всушност, GPS е навистина збирка од 24 (плус резервни) атомски часовници кои орбитираат околу атомските часовници, од кои секој постојано емитува податоци за времето. Вашиот Uber се води од мали разлики во временскиот сигнал што произлегува од четири или повеќе сателити, предизвикани од доцнењето на сигналот до вашата релативна позиција. Знаејќи ја брзината на светлината (299,792,458 m/s), вашиот телефон ги пресметува растојанијата и ја лоцира вашата позиција со едноставна тригонометрија… во секој случај едноставно за паметен телефон.

Современите автоматизирани производни линии не само што се извонредно темпирани, туку се и високо меѓусебно поврзани, далечински програмибилни, надгледувани и контролирани. Следствено, сајбер доменот е сè поважен закана-простор за производителите. Компјутерски дизајн станици и сервери се очигледни цели за хакерите, но секој компромитиран дигитализиран производствен систем може да даде вредни сопственички податоци. Дури и датотеките од програмираните машински алати на печатачите можат да откријат многу за производите што ги произведуваат. Губењето на овие информации може да ја загрози интелектуалната сопственост на производителот и нивните клиенти.

Во воздушниот простор, многу од производите што се произведуваат се класифицирани или спаѓаат во пошироката категорија на Контролирани некласифицирани информации (CUI) и активно ги бараат странските противници. Обезбедувањето на индустриски роботи, секачи со воден млаз и 3Д печатачи од сајбер-натрапници спонзорирани од државата е предизвикувачка задача за фабричките ИТ оддели. Обезбедувањето на датотеките за програмирање и делови за овие системи за време на нивниот пренос е подеднакво важна задача што често се занемарува.

Ранливоста е реална. Пред повеќе од една деценија компјутерски вирус Виндоус, познат како Стакснет, беше конструиран да детектира компјутери поврзани со програмибилни логички контролни системи на Siemens S7, вообичаен контролер на производна машина. Ако се чинеше дека контролорот работи со центрифуга за збогатување ураниум, датотеките беа префрлени и операциите на тој производствен процес одеа суптилно наопаку. Stuxnet значително го прекина производството на нуклеарен материјал во Иран. Додека Stuxnet нашироко се претпоставува дека е производ на заеднички американско-израелски владини напори, треба да претпоставиме дека нашите противници активно користат слични сајбер-оружја.

Упатувајќи се назад во вселената, да ги разгледаме импликациите за сајбер безбедноста за производство на роботи на орбитата. Да, фабрики со седиште во вселената се вистински домен што се појавува. Микрогравитациската средина овозможува производство на производи што не можеме да ги направиме на Земјата. Тие вклучуваат неверојатно совршени кристали, уникатни и супер-чисти материјали, револуционерни лекови, па дури и био-печатени органи. Некои од овие производи, како што е оптичкиот кабел со ултра високи перформанси, даваат доволно вредност што нивното правење во вселената – дури и при денешните релативно високи трошоци за летот – ветува многу здрав профит.

НАСА признава вселенско производство како важна технологија која може да има корист за сопствените мисии на агенцијата. Тоа е исто така критичен бизнис сектор, заедно со вселенскиот туризам, во блискиот развој на вселенската економија. Неодамна го водам прегледот на бизнис модели за вселенскиот центар Џонсон Апликации за производство во вселената (InSPA) програма. Под InSPA, НАСА доделени осум производствените тимови можност да го летаат нивниот производствен проект во вселената. НАСА и Национална лабораторија ISS ќе им обезбеди на овие производствени стартапи просторот на решетката и времето на астронаутите потребни за нивните тестови. Наградените ќе го добијат и масовниот транспорт потребен за враќање на нивните произведени производи на Земјата. Целта е да им се даде на американските фирми упориште во вселената додека ја чекаме комерцијализацијата на ниската орбита на Земјата (LEO).

Неколку компании планираат да распоредат комерцијални орбитални вселенски станици во следните неколку години. Нивните модели на приходи често зависат од појавата на одржливо производство на простор. Како што може да си замислите, времето на астронаутите е скапо. НАСА наведува до 700,000 долари на час. Иако комерцијалните операции ќе го намалат тоа за МНОГУ, автоматизирањето на системи за производство на простор е услов, а не опција.

Конечната апликација за производство надвор од планетата е обезбедување самодоволност за објекти во вселената. Кога делови и алатки пауза на вселенска станица, далеку поефикасно е да се печатат замени на лице место. Ова ги намалува трошоците, ги елиминира огромните доцнења во транспортот и ја зголемува еластичноста. Неуспешните делови може да се рециклираат во нови филаменти на 3D печатач и да се препечатат, што дополнително ја намалува зависноста од Земјата за суровини. На Редвајр Реголит проектот презеде ветувачки чекори кон ова со производство на 3Д печатени структури со реголит, неорганска „нечистотија“ од површината на Месечината или Марс. Простор за релативност, чија 3Д печатена ракета Теран е подготовка за лансирање во Кејп Канаверал, планира еден ден да испечати цели ракети на Месечината на Марс, користејќи локални материјали. Главната предност на автоматското производство во вселената е способноста да се пренесуваат дизајни и ажурирања од Земјата наместо материјали. Ова е исто така сериозна грижа за сајбер безбедноста.

Безбедносните преноси на овие датотеки и други комуникации се од клучно значење бидејќи вселенските системи се докажани цели за сајбер-напади. Еден час пред да ја нападне Украина, Русија лансираше а вселенски сајбер-напад на мрежата KA-SAT на Viasat, исклучувајќи ги корисниците во Украина и на други места во Европа. Експоненцијалната пролиферација на мали сателити кои моментално се лансираат во орбитата ќе им понуди нови површини за напад на непријателските држави и на недржавните актери.

Минатата година ја имав честа да служам како надворешен испитувач за DPhil viva (докторска дисертација) на Џејмс Павур, научник од Родос кој студира компјутерски науки на Оксфорд. Работата на д-р Павур за вселенската сајбер-безбедност откри дека вселенските комуникациски технологии се неверојатно ранливи на пресретнување. Протоколите за сателитски комуникации даваат приоритет на притискање на најдобри перформанси од конекциите со низок пропусен опсег и се зафатени со латентност, одложувања предизвикани од радио сигнали кои поминуваат растојанија со големина на простор, дури и со брзина на светлината. Овие фактори може да ги направат традиционалните безбедносни технологии, како што се VPN-ите, непрактични и многу просторни пораки се само нешифрирани. Д-р Павур и други покажаа дека е можно дури и да се вметнат нови податоци во комуникациските струи од потенцијално злобни причини. Таквиот напад може да го оштети производот или самиот производствен систем. Тоа може дури и потенцијално да саботира вселенско возило или живеалиште и да ги стави вселенските превозници на штетен начин. Со оглед на меѓузависноста на современите системи, штетата нанесена на кое било вселенско средство би имало брановиден ефект, потенцијално генерирајќи големи финансиски загуби за фирмите и поединците целосно несвесни за нивната зависност од ранливите вселенски системи.

Се појавуваат решенија. Во мојата улога како визитинг професор во Институт за безбедносна наука и технологија (ISST) на Империал колеџ во Лондон, наидов на стартап со седиште во ОК кој се занимава со овој проблем. DEFEND3D има развиено Протокол за безбеден пренос на стриминг кој овозможува безбедно дигитално снабдување со делови од податоци до оддалечени локации без потреба од пренос на датотеки, елиминирајќи го безбедносниот ризик поврзан со преносот на целосниот 2D или 3D средство. Ова се постигнува со користење на континуиран, динамичен проток до широк спектар на производствени уреди со пропусен опсег од 3 kbps. Оваа технологија за овозможување може да обезбеди основи на безбедно далечинско производство во вонземски поставки и ќе овозможи брзо дизајнирање на прототипови, повторување и тестирање на ISS, идните комерцијални станици и површината на Месечината.

Иднината на производството во вселената е неверојатно светла, но потребна е будност. Мора да изградиме сајбер-безбедност во производството во вселената од самиот почеток, пред да доживееме „лош ден“, а не како реакција на еден.