一項(xiàng)旨在加強(qiáng)未來太空任務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全的小型實(shí)驗(yàn)，正在國(guó)際空間站的歐洲哥倫布艙進(jìn)行，部分運(yùn)行在Raspberry Pi Zero計(jì)算機(jī)上。ESA軟件產(chǎn)品保障工程師Emmanuel Lesser說：加密實(shí)驗(yàn)正在測(cè)試技術(shù)解決方案，以使基于加密的安全通信在最小空間任務(wù)中也可行。

這在地球上很常見，比如使用對(duì)稱加密，通信鏈路的兩端共享相同加密密鑰。在軌道上，空間輻射效應(yīng)會(huì)破壞計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的密鑰，導(dǎo)致‘位翻轉(zhuǎn)’。

這就破壞了通信，因?yàn)榈孛嫔系蔫€匙和太空里鑰匙不再匹配。到目前為止，這一直是一個(gè)需要專門、昂貴的加固雷達(dá)設(shè)備才能解決。地球軌道上的衛(wèi)星可能在物理上很遙遠(yuǎn)，但仍有可能受到黑客攻擊。直到現(xiàn)在，大多數(shù)衛(wèi)星信號(hào)都沒有加密，對(duì)于許多最小、最便宜的任務(wù)類型，比如小型立方體衛(wèi)星，情況仍然如此。但是，隨著各種尺寸的衛(wèi)星提供的服務(wù)日益成為日常生活的一部分，人們對(duì)確保衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)安全的興趣日益濃厚。

圖片上方的米黃色盒子名為“神秘冰立方”(CryptIC ICE Cube)，是歐洲航天局軟件產(chǎn)品保障部門內(nèi)部開發(fā)的一項(xiàng)低成本開發(fā)項(xiàng)目，作為國(guó)際商業(yè)實(shí)驗(yàn)服務(wù)的一部分在國(guó)際空間站上飛行。冰立方為微重力下的研究和技術(shù)實(shí)驗(yàn)提供了快速、簡(jiǎn)單和廉價(jià)的途徑，冰立方只有10x10x10厘米。實(shí)驗(yàn)的主要部分依賴于標(biāo)準(zhǔn)樹莓派零計(jì)算機(jī)，這種便宜的硬件或多或少和我們買的一模一樣，唯一的區(qū)別是，它必須用塑料‘保角’涂層覆蓋，以滿足國(guó)際空間站的安全標(biāo)準(zhǔn)要求。

軌道實(shí)驗(yàn)是通過一臺(tái)筆記本電腦進(jìn)行，該筆記本電腦位于歐洲航天局荷蘭的ESTEC技術(shù)中心，通過位于布魯塞爾的空間應(yīng)用服務(wù)公司操作員進(jìn)行路由。ESA年輕的見習(xí)畢業(yè)生盧卡斯·阿姆博斯特(Lukas Armborst)解釋說：我們正在測(cè)試兩種相關(guān)方法來解決非雷達(dá)加固系統(tǒng)的加密問題。第一種方法是，如果加密密鑰損壞，可以重新交換密鑰。這需要以一種安全可靠的方式來完成，以便非常快速地恢復(fù)安全鏈接。這依賴于一個(gè)備用回退基密鑰，該密鑰被連接到硬件中，因此不會(huì)被破壞。

然而，這種硬件解決方案只能用于有限數(shù)量的密鑰，從而降低了靈活性。第二種是實(shí)驗(yàn)性的硬件配置方法，如果加密密鑰被輻射觸發(fā)的內(nèi)存位翻轉(zhuǎn)破壞，這種方法可以快速恢復(fù)。許多微處理器核心都是作為可定制的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)而不是固定的計(jì)算機(jī)芯片，隱藏在內(nèi)部。這些核心是相同功能的冗余副本。因此，如果一個(gè)內(nèi)核發(fā)生故障，那么另一個(gè)內(nèi)核就會(huì)介入，而故障的內(nèi)核則會(huì)重新加載其配置，從而修復(fù)自己。

作為一項(xiàng)更廣泛合作協(xié)議的一部分，有效載荷攜帶一個(gè)緊湊的“浮動(dòng)門”劑量計(jì)，用于測(cè)量歐洲核子研究中心(CERN)聯(lián)合開發(fā)的輻射水平。作為客艙載荷，許多計(jì)算機(jī)閃存正在評(píng)估它們的軌道性能，這是ESA去年在GomX-4B立方體衛(wèi)星上進(jìn)行的“嵌合體”實(shí)驗(yàn)的后續(xù)版本。該實(shí)驗(yàn)在ESTEC的EMC實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了iss規(guī)定的電磁兼容性測(cè)試。CryptIC現(xiàn)在已經(jīng)完成了調(diào)試，并已經(jīng)返回了輻射數(shù)據(jù)，與CERN同事共享，一旦實(shí)現(xiàn)了操作過程的自動(dòng)化，加密測(cè)試將在幾周內(nèi)開始，預(yù)計(jì)將連續(xù)運(yùn)行至少一年。

博科園｜研究/來自：歐洲航天局

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