Ciberseguretat alimentada per Raspberry Pi per a futures missions, provada a l’estació espacial


Activació i assistència

26/03/2021
275 vistes
19 m’agrada

Un dels experiments més barats que s’ha volat en òrbita ha acabat d’operar després de 22 mesos a l’Estació Espacial Internacional. Funcionant amb un Raspberry Pi Zero que costa només uns quants euros, la càrrega útil CryptIC de l’ESA explorava tècniques de criptografia que s’executaven en maquinari disponible per garantir la ciberseguretat per a futures missions espacials de baix cost.

Els satèl·lits poden estar físicament lluny de la Terra, però encara són vulnerables a ser piratejats. La solució és el mateix tipus de comunicació segura basada en xifratge que s’ha convertit en un lloc comú al nostre planeta, però el fet d’operar a l’espai fa que sigui difícil de fer.

Experiment de criptografia ICE Cube

“El mètode estàndard és que les dues cares de la comunicació comparteixen la mateixa clau de xifratge”, explica l’enginyer de garantia de productes de programari de l’ESA, Emmanuel Lesser. “Però l’espai està ple de partícules carregades que poden“ capgirar ”les memòries de l’ordinador aleatòriament, interrompent l’enllaç de comunicació perquè les tecles de la Terra i de l’espai ja no coincideixen.

“Les naus espacials tradicionals de mida completa solucionen aquest problema mitjançant l’ús de components” rad-hard “, però normalment no és una opció per a missions més petites. Aquestes peces endurides per radis poden costar com un CubeSat per si mateixes i poden trigar un any a adquirir-se, en un moment en què els cicles de desenvolupament de missions petites es redueixen a 18 mesos o menys.

Estació Espacial Internacional

“Per tant, la nostra càrrega útil CryptIC va examinar opcions alternatives, utilitzant peces comercials fora de la plataforma, per demostrar un mètode de ciberseguretat barat però fiable per a aquesta classe de missions”.

El ‘Cryptography ICE Cube’ va ser un desenvolupament de baix cost, desenvolupat internament per l’ESA Secció de Garantia de productes de programari utilitzant un Raspberry Pi Zero bàsic. Cobert amb un recobriment “conformable” de plàstic per motius de seguretat, però d’una altra manera sense canvis, va ser transportat a la ISS mitjançant el servei d’Experiments comercials internacionals – Cubs ICE en definitiva. Els cubs ICE ofereixen un accés ràpid, senzill i assequible a experiments de recerca i tecnologia en microgravetat mitjançant cubs compactes. CryptIC mesura només 10x10x10 cm.

Radiació espacial

CryptIC va avaluar enfocaments dobles al xifratge no rad-hard. El primer va ser canviar automàticament la clau si es corromp, per minimitzar les interrupcions de les comunicacions. El segon consistia a confiar en còpies redundants de la clau de xifratge, emmagatzemades dins de múltiples “mosaics” dins de matrius de portes (FPGA) reconfigurables i programables en lloc de xips d’ordinador fixos. Si un falla, una altra còpia pot ocupar el seu lloc mentre la secció defectuosa de FPGA es repara.

“Vam experimentar esdeveniments de radiació pràcticament a totes les òrbites, però els esdeveniments que interrompen el xifratge només es van produir cada tres mesos més o menys”, afegeix Emmanuel.

Anomalia sud-atlàntica

“CryptIC també portava un dosímetre de porta flotant proporcionat per CERN, l’Organització Europea d’Investigació Nuclear, com a part d’un acord de cooperació més ampli, per correlacionar aquests esdeveniments amb l’entorn de radiació de fons. Els nostres resultats encara s’estan analitzant, però coincideixen amb les expectatives: per exemple, vam veure esdeveniments intensos sobre l’anomalia de l’Atlàntic Sud, que és un punt feble del camp magnètic de la Terra ”.

També es va extreure un tercer experiment a la caixa CryptIC, aportat per Secció d’ordinadors de bord i maneig de dades de l’ESA. Conegut com QUIMERA, va avaluar el rendiment de les memòries informàtiques a l’entorn de l’espai.

Instal·lació ICE Cube amb mòduls experimentals

“Teníem previst un mínim de sis mesos d’operació, però vam acabar amb 22 mesos, un retorn de la inversió molt bo, gràcies en part als endarreriments relacionats amb el COVID-19 en els lliuraments a l’ISS, però també perquè el nostre maquinari i programari va aguantar bé ”, diu Emmanuel.

“S’ha encaminat el control de CryptIC Serveis d’aplicacions espacials a Brussel·les, l’empresa que presta el servei ICE Cubes. Vam tenir algunes interrupcions esporàdiques del servei, però les operacions generals van anar bé. La càrrega útil es podria supervisar des de qualsevol lloc, gairebé en qualsevol moment, mitjançant un ordinador portàtil amb una VPN “.

AstroPis funcionant a l’estació espacial

El maquinari CryptIC es mantindrà a bord de Columbus: com que el seu rendiment es manté estable, SAS planeja adoptar-lo com a eina de diagnòstic per avaluar el rendiment de la seva instal·lació ICE Cube.

Raspberry Pi en òrbita

No és la primera vegada que un Rasbperry Pi vola a l’Estació Espacial Internacional. ESA i la Fundació Raspberry Pi presenten desafiaments educatius anuals perquè els nens puguin fer funcionar el seu codi en dos ‘Astro Pi‘.



Publicació original

Ciberseguretat alimentada per Raspberry Pi per a futures missions, provada a l’estació espacial
A %d bloguers els agrada això: