ภัยคุกคามทางไซเบอร์นอกโลก: การรักษาความปลอดภัยของการผลิตในอวกาศ

สังคมโลกของเราพึ่งพาเทคโนโลยีบนอวกาศเป็นอย่างมาก พวกเราส่วนใหญ่ทราบดีว่าการวางตำแหน่งในอวกาศ ระบบสภาพอากาศและการสื่อสารมีความสำคัญต่อกิจกรรมการขนส่งของเรา ฉันกำลังเขียนบทความนี้บนเครื่องบินที่ใช้ GPS เพื่อกำหนดเส้นทางการบินของฉันอย่างปลอดภัยในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายซึ่งระบุโดยดาวเทียม ถ้าฉันอ่านบทความนี้เสร็จบนเครื่องบิน ฉันจะอัปโหลดเพื่อเผยแพร่ที่ Forbes ผ่านดาวเทียมสื่อสาร geosynchronous

ถึงกระนั้น หลายคนคงแปลกใจเมื่อรู้ว่าความทันสมัย โรงงานยังต้องพึ่งพาดาวเทียม. ระบบการผลิตอัตโนมัติจะประสานการทำงานของหุ่นยนต์หลายตัวในสายการผลิตโดยใช้สัญญาณเวลาที่ได้รับจาก ดาวเทียม GPS. อันที่จริง GPS เป็นคอลเล็กชันนาฬิกาอะตอม 24 อัน (รวมทั้งอะไหล่สำรอง) ที่โคจรอยู่ โดยแต่ละตัวจะส่งข้อมูลเวลาออกอากาศอย่างต่อเนื่อง Uber ของคุณได้รับคำแนะนำจากความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ ในสัญญาณเวลาที่เล็ดลอดออกมาจากดาวเทียมสี่ดวงขึ้นไป ซึ่งเกิดจากความล่าช้าของสัญญาณไปยังตำแหน่งสัมพัทธ์ของคุณ การรู้ความเร็วแสง (299,792,458 ม./วินาที) โทรศัพท์ของคุณจะคำนวณระยะทางและระบุตำแหน่งของคุณด้วยตรีโกณมิติอย่างง่าย … ง่ายสำหรับสมาร์ทโฟนอยู่แล้ว

สายการผลิตอัตโนมัติสมัยใหม่ไม่เพียงแต่ถูกกำหนดเวลาอย่างประณีตเท่านั้น แต่ยังเชื่อมต่อถึงกันในระดับสูง สามารถตั้งโปรแกรมจากระยะไกล ตรวจสอบ และควบคุมได้ ดังนั้นโดเมนไซเบอร์จึงมีความสำคัญมากขึ้น ภัยคุกคาม-พื้นที่สำหรับผู้ผลิต. สถานีออกแบบคอมพิวเตอร์และเซิร์ฟเวอร์เป็นเป้าหมายที่ชัดเจนสำหรับแฮกเกอร์ แต่ระบบการผลิตดิจิทัลที่ถูกบุกรุกอาจให้ข้อมูลที่เป็นกรรมสิทธิ์อันมีค่า แม้แต่ไฟล์จากเครื่องพิมพ์ที่เครื่องมือเครื่องจักรที่ตั้งโปรแกรมได้ก็สามารถเปิดเผยได้มากเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่พวกเขาผลิต การสูญหายของข้อมูลนี้อาจกระทบต่อทรัพย์สินทางปัญญาของผู้ผลิตและลูกค้าของพวกเขา

ในขอบเขตของการบินและอวกาศ ผลิตภัณฑ์จำนวนมากที่ผลิตได้รับการจัดประเภทหรือจัดอยู่ในหมวดหมู่ที่กว้างขึ้นของ ข้อมูลที่ไม่จัดประเภทที่ถูกควบคุม (CUI) และได้รับการแสวงหาอย่างแข็งขันจากฝ่ายตรงข้ามต่างประเทศ การรักษาความปลอดภัยให้กับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม เครื่องตัดวอเตอร์เจ็ท และเครื่องพิมพ์ 3 มิติจากผู้บุกรุกทางไซเบอร์ที่ได้รับการสนับสนุนจากรัฐถือเป็นงานที่ท้าทายสำหรับแผนกไอทีในโรงงาน การรักษาความปลอดภัยไฟล์การเขียนโปรแกรมและชิ้นส่วนสำหรับระบบเหล่านี้ในระหว่างการส่งเป็นงานที่สำคัญไม่แพ้กัน ที่มักถูกมองข้าม

จุดอ่อนมีอยู่จริง กว่าทศวรรษที่แล้ว ไวรัสคอมพิวเตอร์ Windows ที่รู้จักกันในชื่อ Stuxnetได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับระบบควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ของ Siemens S7 ซึ่งเป็นตัวควบคุมเครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตทั่วไป หากผู้ควบคุมดูเหมือนว่าใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงเพื่อเสริมสมรรถนะยูเรเนียม ไฟล์จะถูกโอนและการดำเนินการของกระบวนการผลิตนั้นก็จะเบี้ยวอย่างเฉียบขาด Stuxnet ขัดขวางการผลิตวัสดุนิวเคลียร์ของอิหร่านอย่างมีนัยสำคัญ แม้ว่า Stuxnet จะถูกสันนิษฐานอย่างกว้าง ๆ ว่าเป็นผลงานของความพยายามร่วมกันของรัฐบาลระหว่างสหรัฐฯ กับอิสราเอล เราควรถือว่าคู่ต่อสู้ของเรากำลังใช้อาวุธไซเบอร์ที่คล้ายคลึงกันอย่างแข็งขัน

กลับไปที่อวกาศ ให้เราพิจารณาผลกระทบด้านความปลอดภัยในโลกไซเบอร์สำหรับการผลิตหุ่นยนต์ในวงโคจร ใช่, โรงงานในอวกาศ เป็นโดเมนที่เกิดขึ้นจริง สภาวะไร้น้ำหนักช่วยให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่เราไม่สามารถสร้างได้บนโลก เหล่านี้รวมถึงคริสตัลที่สมบูรณ์แบบอย่างน่าอัศจรรย์ วัสดุที่เป็นเอกลักษณ์และบริสุทธิ์อย่างยิ่ง ยาที่ปฏิวัติวงการ และแม้แต่อวัยวะที่พิมพ์ด้วยชีวภาพ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้บางอย่าง เช่น สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกประสิทธิภาพสูงพิเศษ ให้คุณค่าเพียงพอที่จะนำไปใช้ในอวกาศ แม้ในราคาเที่ยวบินที่ค่อนข้างสูงในปัจจุบัน ให้ผลกำไรที่ดี

นาซ่ารับรู้ การผลิตพื้นที่ เป็นเทคโนโลยีสำคัญที่สามารถเป็นประโยชน์ต่อภารกิจของหน่วยงานเองได้ นอกจากนี้ยังเป็นภาคธุรกิจที่สำคัญพร้อมกับการท่องเที่ยวในอวกาศในการพัฒนาเศรษฐกิจอวกาศในระยะสั้น ฉันเพิ่งเป็นผู้นำการทบทวนรูปแบบธุรกิจของ Johnson Space Center's แอปพลิเคชันการผลิตในอวกาศ (InSPA) โปรแกรม. ภายใต้ InSPA, NASA ได้รับรางวัลแปด ทีมผู้ผลิตมีโอกาสที่จะบินโครงการการผลิตของพวกเขาไปสู่อวกาศ นาซ่าและ ISS ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ จะให้พื้นที่ชั้นวางและเวลาของนักบินอวกาศที่จำเป็นสำหรับการเริ่มต้นการผลิตเหล่านี้สำหรับการทดสอบการทำงาน ผู้ได้รับรางวัลจะได้รับบริการขนส่งมวลชนที่จำเป็นเพื่อส่งคืนผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นสู่โลก วัตถุประสงค์คือเพื่อให้บริษัทสหรัฐตั้งหลักในอวกาศในขณะที่เรารอการค้า Low Earth Orbit (LEO)

หลายบริษัทกำลังวางแผนที่จะปรับใช้ สถานีอวกาศโคจรเชิงพาณิชย์ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า รูปแบบรายได้ของพวกเขามักจะขึ้นอยู่กับการเกิดขึ้นของการผลิตพื้นที่ที่ทำงานได้ อย่างที่คุณคิด เวลานักบินอวกาศมีราคาแพง NASA เสนอราคาสูงถึง $ 700,000 ต่อชั่วโมง แม้ว่าการดำเนินการเชิงพาณิชย์จะลดลงอย่างมาก แต่ระบบการผลิตพื้นที่อัตโนมัติก็เป็นสิ่งจำเป็น ไม่ใช่ตัวเลือก

แอปพลิเคชั่นที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตนอกโลกคือการจัดหา การพึ่งตัวเอง สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกในอวกาศ เมื่อชิ้นส่วนและ เครื่องมือ แตกบนสถานีอวกาศ การพิมพ์ทดแทนในสถานที่มีประสิทธิภาพมากกว่ามาก ซึ่งช่วยลดต้นทุน ขจัดความล่าช้าในการขนส่งครั้งใหญ่ และเพิ่มความยืดหยุ่น ชิ้นส่วนที่ชำรุดสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นเส้นใยเครื่องพิมพ์ 3 มิติและพิมพ์ซ้ำได้ ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาวัตถุดิบบนโลกมากขึ้น ดิ เรดไวร์ เรโกลิธ โครงการได้ดำเนินการตามขั้นตอนที่มีแนวโน้มดีต่อสิ่งนี้โดยการผลิตโครงสร้างที่พิมพ์ 3 มิติด้วย "สิ่งสกปรก" ที่เป็นอนินทรีย์จากพื้นผิวดวงจันทร์หรือดาวอังคาร พื้นที่สัมพัทธภาพซึ่งจรวด Terran ที่พิมพ์ 3 มิติคือ เตรียมเปิดตัว ที่ Cape Canaveral สักวันหนึ่งมีแผนจะพิมพ์จรวดทั้งหมดบนดวงจันทร์บนดาวอังคารโดยใช้วัสดุที่มาจากท้องถิ่น จุดแข็งที่สำคัญของการผลิตในอวกาศแบบอัตโนมัติคือความสามารถในการส่งการออกแบบและการอัปเดตจาก Earth แทนที่จะเป็นวัสดุ นี่เป็นข้อกังวลด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่ร้ายแรง

การถ่ายโอนไฟล์เหล่านี้อย่างปลอดภัยและการสื่อสารอื่นๆ มีความสำคัญ เนื่องจากระบบอวกาศได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเป้าหมายสำหรับการโจมตีทางไซเบอร์ หนึ่งชั่วโมงก่อนที่มันจะบุกยูเครน รัสเซียเปิดตัว a การโจมตีทางไซเบอร์ในอวกาศ บนเครือข่าย KA-SAT ของ Viasat ยกเลิกการเชื่อมต่อผู้ใช้ในยูเครนและที่อื่นๆ ในยุโรป การแพร่ขยายแบบทวีคูณของดาวเทียมขนาดเล็กที่กำลังส่งขึ้นสู่วงโคจรจะนำเสนอพื้นผิวการโจมตีใหม่แก่รัฐของศัตรูและผู้กระทำการที่ไม่ใช่ของรัฐ

ปีที่แล้ว ฉันได้รับเกียรติให้ทำหน้าที่เป็นผู้ตรวจสอบภายนอกสำหรับ DPhil viva (วิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอก) ของ James Pavur นักวิชาการชาวโรดส์ที่กำลังศึกษาด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่อ็อกซ์ฟอร์ด ผลงานของ ดร.ภาวูร์ เกี่ยวกับความปลอดภัยทางไซเบอร์ในอวกาศเปิดเผยว่าเทคโนโลยีการสื่อสารในอวกาศมีความเสี่ยงที่จะถูกสกัดกั้นอย่างน่าทึ่ง โปรโตคอลการสื่อสารผ่านดาวเทียมจัดลำดับความสำคัญในการบีบประสิทธิภาพที่ดีที่สุดออกจากการเชื่อมต่อแบนด์วิดท์ต่ำและถูกรบกวนด้วยเวลาแฝง ความล่าช้าที่เกิดจากสัญญาณวิทยุในระยะทางขนาดเท่าอวกาศ แม้ที่ความเร็วแสง ปัจจัยเหล่านี้สามารถแสดงเทคโนโลยีความปลอดภัยแบบดั้งเดิม เช่น VPN ใช้งานไม่ได้และการสื่อสารพื้นที่จำนวนมากนั้นไม่ได้เข้ารหัส ดร.ปาวูร์และคนอื่นๆ ได้แสดงให้เห็นว่า เป็นไปได้ที่จะแทรกข้อมูลใหม่ลงในสตรีมการสื่อสารด้วยเหตุผลที่อาจเลวร้าย การโจมตีดังกล่าวอาจทำให้ผลิตภัณฑ์หรือระบบการผลิตเสียหายได้ มันอาจจะก่อวินาศกรรมยานอวกาศหรือที่อยู่อาศัย และทำให้ยานอวกาศตกอยู่ในอันตราย เมื่อพิจารณาถึงการพึ่งพาอาศัยกันของระบบสมัยใหม่ ความเสียหายที่เกิดกับทรัพย์สินในอวกาศจะส่งผลกระทบเป็นระลอก ซึ่งอาจก่อให้เกิดความสูญเสียทางการเงินอย่างหนักสำหรับบริษัทและบุคคลโดยไม่ได้ตระหนักถึงการพึ่งพาระบบพื้นที่ที่มีช่องโหว่โดยสิ้นเชิง

โซลูชั่นกำลังเกิดขึ้น ในบทบาทของฉันในฐานะศาสตราจารย์รับเชิญใน สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีความมั่นคง (ISST) ที่ Imperial College London ฉันได้พบกับการเริ่มต้นใช้งานในสหราชอาณาจักรเพื่อแก้ไขปัญหานี้ ดีเฟนด์3D ได้พัฒนา Secure Streaming Transfer Protocol ซึ่งช่วยให้สามารถจัดหาข้อมูลชิ้นส่วนดิจิทัลใหม่อย่างปลอดภัยไปยังสถานที่ห่างไกลโดยไม่จำเป็นต้องถ่ายโอนไฟล์ ซึ่งช่วยขจัดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องกับการส่งเนื้อหา 2D หรือ 3D ทั้งหมด ทำได้โดยใช้สตรีมไดนามิกต่อเนื่องไปยังอุปกรณ์การผลิตที่หลากหลายด้วยแบนด์วิดท์ที่ต่ำถึง 3kbps เทคโนโลยีที่เอื้ออำนวยนี้สามารถให้รากฐานของการผลิตระยะไกลที่ปลอดภัยในสภาพแวดล้อมนอกโลก และจะช่วยให้สามารถสร้างต้นแบบ ทำซ้ำ และทดสอบบน ISS สถานีเชิงพาณิชย์ในอนาคต และพื้นผิวดวงจันทร์ได้อย่างรวดเร็ว

อนาคตของการผลิตในอวกาศนั้นสดใสอย่างไม่น่าเชื่อ แต่ต้องมีความระมัดระวัง เราต้องสร้างการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ในการผลิตในอวกาศตั้งแต่เริ่มต้น ก่อนที่เราจะประสบ "วันที่เลวร้าย" ไม่ใช่เพื่อตอบสนองต่อวันใดวันหนึ่ง