Kibernetinės grėsmės už žemės ribų: gamybos erdvėje užtikrinimas

Mūsų pasaulinė visuomenė labai priklausoma nuo kosmoso technologijų. Daugelis iš mūsų žino, kad erdvės padėties nustatymas, oro sąlygos ir ryšių sistemos yra labai svarbios mūsų transporto veiklai. Rašau šį straipsnį lėktuve, kuris naudoja GPS, kad galėtų saugiai nukreipti mano skrydį nepalankiomis oro sąlygomis, kurias atpažino palydovai. Jei baigsiu šį straipsnį, įkelsiu jį paskelbti „Forbes“ per geosinchroninį ryšių palydovą.

Vis dėlto daugelis žmonių nustebtų sužinoję, kad šiuolaikiška gamyklos taip pat priklauso nuo palydovų. Gamybos automatizavimo sistemos sinchronizuoja kelių robotų operacijas savo gamybos linijose naudodamos laiko signalus, kuriuos teikia GPS palydovai. Tiesą sakant, GPS iš tikrųjų yra 24 orbitinių atominių laikrodžių rinkinys (plius atsarginės dalys), kurių kiekvienas nuolat transliuoja laiko duomenis. Jūsų Uber veikia pagal nedidelius laiko signalo skirtumus iš keturių ar daugiau palydovų, kuriuos sukelia signalo delsa iki jūsų santykinės padėties. Žinodamas šviesos greitį (299,792,458 XNUMX XNUMX m/s), jūsų telefonas apskaičiuoja atstumus ir nustato jūsų buvimo vietą, naudodamas paprastą trigonometriją... paprasta išmaniajam telefonui.

Šiuolaikinės automatizuotos gamybos linijos yra ne tik išskirtinai suplanuotos, bet ir labai tarpusavyje sujungtos, programuojamos nuotoliniu būdu, stebimos ir valdomos. Todėl kibernetinis domenas tampa vis svarbesnis grėsmės erdvė gamintojams. Kompiuterių projektavimo stotys ir serveriai yra akivaizdūs įsilaužėlių taikiniai, tačiau bet kokia pažeista skaitmeninė gamybos sistema gali duoti vertingų patentuotų duomenų. Netgi failai iš spausdintuvų programuojamų staklių gali daug atskleisti apie jų gaminamus produktus. Praradus šią informaciją, gali kilti pavojus gamintojo ir jų klientų intelektinei nuosavybei.

Aviacijos ir kosmoso srityje daugelis gaminamų produktų yra klasifikuojami arba patenka į platesnę kategoriją Kontroliuojama neįslaptinta informacija (CUI) ir jų aktyviai ieško užsienio priešai. Apsaugoti pramoninius robotus, vandens srovės pjaustytuvus ir 3D spausdintuvus nuo valstybės remiamų kibernetinių įsibrovėlių yra sudėtinga užduotis gamyklos IT skyriams. Šių sistemų programavimo ir dalių failų apsauga jų perdavimo metu yra ne mažiau svarbi užduotis kad dažnai nepastebima.

Pažeidžiamumas yra tikras. Daugiau nei prieš dešimtmetį Windows kompiuterinis virusas, žinomas kaip Stuxnet, buvo sukurtas aptikti kompiuterius, prijungtus prie Siemens S7 programuojamų loginių valdymo sistemų, įprasto gamybos mašinų valdiklio. Jei atrodė, kad valdiklis valdo urano sodrinimo centrifugą, failai buvo perkelti ir to gamybos proceso operacijos buvo subtiliai iškreiptos. „Stuxnet“ smarkiai nutraukė Irano branduolinių medžiagų gamybą. Nors iš esmės manoma, kad Stuxnet buvo bendrų JAV ir Izraelio vyriausybių pastangų rezultatas, turėtume manyti, kad mūsų priešai aktyviai naudoja panašius kibernetinius ginklus.

Grįžtant į kosmosą, panagrinėkime kibernetinio saugumo pasekmes gaminant robotus orbitoje. taip, kosmose veikiančios gamyklos yra tikra, besiformuojanti sritis. Mikrogravitacinė aplinka leidžia gaminti produktus, kurių negalime pagaminti Žemėje. Tai nuostabiai tobuli kristalai, unikalios ir itin grynos medžiagos, revoliuciniai vaistai ir net biologiškai atspausdinti organai. Kai kurie iš šių gaminių, pvz., ypač didelio našumo šviesolaidinis kabelis, suteikia pakankamai vertės, todėl jų gamyba kosmose – net ir esant santykinai didelėms šiandienos skrydžių išlaidoms – žada labai gerą pelną.

NASA pripažįsta kosmoso gamyba kaip svarbią technologiją, kuri gali būti naudinga pačios agentūros misijoms. Tai taip pat labai svarbus verslo sektorius kartu su kosminiu turizmu artimiausiu metu plėtojant kosmoso ekonomiką. Neseniai vadovauju Johnson Space Center verslo modelių apžvalgai Gamybos programos erdvėje (InSPA) programa. Pagal InSPA, NASA apdovanotas aštuoniomis gamybos komandoms galimybę išskraidinti savo gamybos projektą į kosmosą. NASA ir ISS nacionalinė laboratorija suteiks šiems gamybos startuoliams pakankamai vietos ir astronauto laiko, reikalingo bandomiesiems važiavimams. Apdovanotieji taip pat gaus mažesnį transportą, reikalingą jų pagamintiems produktams grąžinti į Žemę. Tikslas yra suteikti JAV įmonėms įsitvirtinti kosmose, kol laukiame Žemos Žemės orbitos (LEO) komercializavimo.

Kelios įmonės planuoja diegti komercinės orbitinės kosminės stotys per ateinančius kelerius metus. Jų pajamų modeliai dažnai priklauso nuo perspektyvios erdvės gamybos atsiradimo. Kaip galite įsivaizduoti, astronauto laikas yra brangus. NASA siūlo iki 700,000 XNUMX USD per valandą. Nors komercinės operacijos sumažės DAUG, kosmoso gamybos sistemų automatizavimas yra reikalavimas, o ne pasirinkimas.

Tai yra geriausias pritaikymas neplanetinei gamybai savarankiškumas erdvėje esantiems objektams. Kai dalys ir įrankiai lūžus kosminėje stotyje, daug efektyviau pakaitalus spausdinti vietoje. Tai sumažina išlaidas, pašalina didžiulius transportavimo vėlavimus ir padidina atsparumą. Sugedusios dalys gali būti perdirbamos į naujus 3D spausdintuvo siūlus ir perspausdinamos, taip dar labiau sumažinant žaliavų priklausomybę nuo Žemės. The Redwire Regolith Projektas žengė daug žadančių žingsnių link to, gamindamas 3D spausdintas struktūras su regolitu, neorganiniais „nešvarumais“ iš Mėnulio ar Marso paviršiaus. Reliatyvumo erdvė, kurio 3D spausdinta Terran raketa yra ruošiasi startui Kanaveralo kyšulyje planuoja kada nors išspausdinti visas raketas ant Marso Mėnulyje, naudodamas vietines medžiagas. Pagrindinis automatizuotos gamybos erdvėje pranašumas yra galimybė perduoti projektus ir atnaujinimus iš Žemės, o ne iš medžiagų. Tai taip pat yra rimta kibernetinio saugumo problema.

Saugus šių failų ir kitų ryšių perdavimas yra labai svarbus, nes kosminės sistemos buvo įrodytos kibernetinių atakų taikiniais. Likus valandai iki įsiveržimo į Ukrainą, Rusija paleido a kosminė kibernetinė ataka „Viasat“ KA-SAT tinkle, atjungdamas vartotojus Ukrainoje ir kitur Europoje. Eksponentinis mažų palydovų, šiuo metu paleidžiamų į orbitą, gausėjimas suteiks naujų atakų paviršių priešo valstybėms ir nevalstybiniams veikėjams.

Praėjusiais metais man teko garbė dirbti Jameso Pavuro, Oksforde kompiuterių mokslą studijuojančio Rodo mokslininko, DPhil viva (PhD disertacijos) išorės egzaminuotoju. Daktaro Pavūro darbas Kosmoso kibernetinio saugumo tema atskleidė, kad kosminės komunikacijos technologijos yra labai pažeidžiamos perėmimui. Palydovinio ryšio protokolai teikia pirmenybę geriausio našumo išskyrimui iš mažo pralaidumo jungčių ir juos vargina delsa, vėlavimai, kuriuos sukelia radijo signalai, kertantys erdvės dydžio atstumus, net esant šviesos greičiui. Dėl šių veiksnių tradicinės saugos technologijos, pvz., VPN, gali tapti nepraktiškomis, o daug vietos komunikacijų yra tiesiog neužšifruotos. Daktaras Pavuras ir kiti įrodė, kad netgi įmanoma į komunikacijos srautus įterpti naujus duomenis dėl galimai neigiamų priežasčių. Tokia ataka gali sugadinti gaminį arba pačią gamybos sistemą. Tai netgi gali sabotuoti kosminę transporto priemonę ar buveinę ir pakenkti erdvėlaiviams. Atsižvelgiant į šiuolaikinių sistemų tarpusavio priklausomybę, bet kokiam kosmoso turtui daroma žala gali turėti įtakos, galinti sukelti didelių finansinių nuostolių įmonėms ir asmenims, visiškai nežinantiems apie savo priklausomybę nuo pažeidžiamų kosmoso sistemų.

Atsiranda sprendimai. Eidamas kviestinio profesoriaus pareigas Saugumo mokslo ir technologijų institutas (ISST) Londono imperatoriškajame koledže susidūriau su JK įsikūrusiu startuoliu, sprendžiančiu šią problemą. DEFEND3D sukūrė saugaus srautinio perdavimo protokolą, kuris leidžia saugiai skaitmeniniu būdu tiekti dalių duomenis į nutolusias vietas, nereikalaujant failų perdavimo, pašalinant saugumo riziką, susijusią su viso 2D ar 3D turto perdavimu. Tai pasiekiama naudojant nenutrūkstamą, dinamišką srautą į įvairius gamybos įrenginius, kurių pralaidumas siekia net 3 kbps. Ši įgalinanti technologija galėtų būti saugios nuotolinės gamybos nežemiškose aplinkose pagrindu ir leis greitai sukurti prototipus, kartoti ir išbandyti TKS, būsimose komercinėse stotyse ir Mėnulio paviršiuje.

Gamybos erdvėje ateitis yra neįtikėtinai šviesi, tačiau reikia būti budriems. Kibernetinį saugumą turime integruoti į gamybą kosmose nuo pat pradžių, kol ištiksime „blogą dieną“, o ne reaguodami į ją.