骇客可以关闭卫星,还可以将其变成武器

  • 尤其是,空间军备竞赛也愈演愈烈

SpaceX 现在是世界上最大的活跃卫星群的运营商。截至去年,该公司有242颗卫星在地球上运行,并计划在未来十年内再发射42,000颗。这是其在全球范围内提供互联网接入的宏伟项目的一部分。

将卫星送入太空的竞赛正在进行,亚马逊、总部设在英国的 OneWeb 和其他公司都在拼命要在短期内将数千颗卫星送入轨道。

这些新卫星有可能彻底改变日常生活的许多方面  — — 从将互联网接入到全球的偏远角落、到监测环境和改善全球导航系统。

但在所有的大张旗鼓中,一个关键的危险被掩盖了:全世界都缺乏商业卫星的网络安全标准和法规。在这一点,再加上卫星复杂的供应链和层层的利益相关者,使它们非常容易受到网络攻击。

如果黑客控制了这些卫星,其后果将是非常可怕的。在平凡的层面上,黑客可以简单地关闭卫星,拒绝使用其服务;黑客还可以干扰或欺骗来自卫星的信号,对关键基础设施造成破坏  — — 这包括电网、水网和运输系统。

这些新卫星中的一些有推进器,允许它们在太空中加速、减速和改变方向。如果黑客控制了这些可操控的卫星,其后果可能是灾难性的。黑客可以改变卫星的轨道,使其撞上其他卫星甚至国际空间站。

供应链漏洞

这些卫星的制造商,特别是小型立方体卫星的制造商,使用现成的技术来保持低成本。这些部件的广泛可用性意味着黑客可以分析它们的漏洞。此外,许多组件采用了开源技术,这里可能的危险是,黑客可以在卫星的软件中插入后门和其他漏洞。

这些卫星的高度技术性也意味着多个制造商参与了各种组件的制造。将这些卫星送入太空的过程也很复杂,涉及多家公司。即使一旦进入太空,拥有这些卫星的组织往往将其日常管理外包给其他公司。每增加一个供应商,漏洞就会增加,因为黑客有多种机会渗透到系统中。

入侵其中一些立方体卫星可能很简单,只需等待其中一颗卫星从头顶掠过,然后利用专门的地面天线发送恶意指令。黑客攻击更复杂的卫星可能也不是那么难。

卫星通常由地面站控制。这些站点运行的计算机有软件漏洞,可以被黑客利用。如果黑客渗入这些计算机,他们可以向卫星发送恶意指令。

卫星黑客的历史

这种情况在1998年已经发生过了,当时黑客控制了美国-德国的伦琴X射线卫星。他们通过入侵马里兰州戈达德太空飞行中心的计算机来实现这一目的。黑客随后指示卫星将其太阳能电池板直接对准太阳。这有效地烧毁了它的电池,使卫星失去了作用。这颗失效的卫星最终在2011年坠落回地球

黑客也可以用卫星来勒索赎金,1999年黑客控制了英国的SkyNet卫星,就发生了这种情况。

多年来,对卫星的网络攻击的威胁已经变得更加可怕。2008年,据报道,可能来自中国的黑客完全控制了美国国家航空航天局的两颗卫星,一颗约两分钟,另一颗约9分钟。据报道,2018年,另一群中国国家支持的黑客发起了一场复杂的攻击行动,目标是卫星运营商和国防承包商。伊朗的黑客组织也曾试图进行类似的攻击。

尽管美国国防部和国家安全局已经做出了一些努力来解决空间网络安全问题,但步伐一直很缓慢。目前没有卫星的网络安全标准,也没有管理机构来监管和确保其网络安全。即使可以制定共同的标准,也没有任何机制来执行这些标准。这意味着卫星网络安全的责任完全落在了建造和运营卫星的各个公司身上。

市场力量不利于空间网络安全

在竞争成为主导的卫星运营商的过程中,SpaceX 和竞争对手的公司正面临着越来越大的削减成本的压力。也有加快开发和生产的压力。这使得这些公司很容易在网络安全等领域偷工减料,安全问题对于实际将这些卫星送入太空来说是次要的。

即使是那些高度重视网络安全的公司,保证每个组件安全的相关费用也可能是令人望而却步的。对于低成本的太空任务来说,这个问题甚至更加严重,因为确保网络安全的成本可能超过卫星本身的成本。

更为复杂的是,这些卫星的复杂供应链和参与其管理的多方意味着往往不清楚谁对网络破坏负有责任和义务。这种不明确的情况滋生了自满情绪,阻碍了保护这些重要系统的努力。

空间战

去年4月22日,在几次失败的尝试之后,伊朗的伊斯兰革命卫队宣布成功发射了它所说的军事侦察卫星。这颗卫星加入了越来越多的在轨武器和军事系统的名单,包括来自俄罗斯(4月测试了一个旨在摧毁卫星的导弹项目)和印度(2019年3月发射了一个反卫星武器)的系统。

像安全世界基金会(SWF)(一家位于科罗拉多州布鲁姆菲尔德的无党派智库)的项目规划主任布莱恩·韦登这样的专家担心,这些发展有可能将地球上的冲突提升到新的高度,并将所有太空活动,无论是和平还是军事,都置于危险之中。

安全世界基金会和位于华盛顿特区的无党派智库战略与国际研究中心(CSIS)的研究人员今年都发布了关于快速演变的事态的报告。这些报告表明,太空中最大的参与者已经升级了他们的军事能力,包括摧毁卫星的武器和破坏航天器的技术,例如,通过阻断数据收集或传输。

世界安全基金会和CSIS的研究人员警告说,这些技术中的许多技术,如果部署,可能会加剧军备竞赛,甚至引发太空中的小规模冲突。世界安全基金会报告的共同编辑韦登说,炸毁一颗卫星会使碎片散落到整个大气层。这样的爆炸会破坏其他航天器的轨道,并威胁到每个人对太空的可及性。

罗德岛新港美国海军战争学院的国家安全事务专家大卫·伯巴赫说:“这绝对是两份最好的报告,以了解太空界正在发生什么”,他没有参与这项新的研究。

伯巴赫补充说,与冷战时期相比,今天的世界已经非常不同,当时进入太空的机会基本上只限于美国和苏联。现在有更多国家拥有太空计划,包括印度、伊朗、朝鲜、法国、日本和以色列。

尽管有这种扩张 — — 以及一系列新的空间武器 — — 相关政策和监管机构仍然停滞不前。“位于日内瓦的联合国裁军研究所的空间安全研究员丹尼尔·波拉斯说:“国际社会担心的是,对于人们如何开始干扰他人的空间系统,不一定有任何护栏。没有交战规则”。

新的报告使用现有的证据和情报来探讨各国军队正在开发或测试的一系列武器,或者已经投入使用的武器。值得注意的是,CSIS的报告并不包括美国军队。

每个国家都有独特的能力和特点。例如,印度已经在空间基础设施和能力方面进行了大量投资,而日本在二战后的空间活动是有限的,直到最近对其宪法的修改。对于以色列的太空计划,韦登说,几乎没有什么好的数据。

CSIS航空航天安全项目主任、报告的主要作者托德·哈里森在4月6日的直播中说,对军事卫星的潜在导弹攻击 “往往得到大部分关注,但这并不是我们看到的世界各地发生的所有情况”。

例如,已经在1200英里高度以下的低地球轨道上盘旋的数千颗日常卫星,有可能遭受附带损害。这些卫星中有一半以上来自美国;其余许多来自中国和俄罗斯。它们提供关键服务,如互联网接入、GPS信号、长途通信和天气信息。任何砸向卫星的导弹 — — 无论是作为攻击还是在测试期间 — — 都会散落出成千上万的碎片。这些碎片中的任何一个,仍在以轨道速度飞驰,可能会摧毁另一个航天器并产生更多的碎片。

当中国在2007年进行反卫星导弹试验时,它产生了大量的太空垃圾云,引起了国际社会的谴责。印度的工程师们试图通过在低空进行试验来限制他们最近试验中的碎片,这样地球的引力会把碎片拉下来,它们会在下降时燃烧。但是一些碎片被抛上了国际空间站的轨道。

一些国家正在为太空开发新的军事技术。例如,法国正在研究激光束,可以让另一个国家的卫星眼花缭乱,防止其拍摄机密目标。朝鲜正在研究如何干扰发送到或来自卫星的射频信号,而伊朗正在设计可以干扰卫星系统的网络攻击。根据世界安全基金会的报告,与此同时,三大太空重镇 — — 美国、俄罗斯和中国 — — 已经有能力采取所有这三种方法。

这三个大国也已经开始掌握报告中所说的 “会合和接近行动”,这涉及将卫星作为监视设备或武器。

一颗卫星可以在对手的机密卫星数英里范围内机动,拍下设备照片,并将照片传送到地球。或者一颗卫星可以靠近另一颗卫星,污染其对应的镜头或覆盖其太阳能电池板,切断电源,使其失去作用。俄罗斯可能领先于这项技术,已经发射了一系列俄罗斯政府称之为 “检查员卫星” 的小型卫星。去年秋天,据美国太空部队的太空行动主管 John “Jay” Raymond 将军说,有一颗卫星悄悄靠近美国的间谍卫星,他称这是一种 “潜在的威胁行为”。

到目前为止,关于现代太空中什么被允许,什么不被允许的国际政策或规范相对较少。安全世界基金会的报告指出,一个事件或误解如果被认为是攻击,可能会使紧张局势升级。

联合国的波拉斯说,与美国相比,较小的空间大国拥有较少的卫星,因此损失较小。他认为,紧张的区域关系可能特别难以预测。例如,他说,如果朝鲜领导人发现自己与韩国和美国处于对峙状态,他们可能会在太空中发射并引爆核武器;其危险的辐射将使大多数卫星失效。

联合国和其他国际组织 — — 包括安全世界基金会和位于不列颠哥伦比亚省的全球研究组织外层空间研究所 — — 正在努力避免这种情况的发生。

现有的国际法对太空中的现代军事技术没有提供什么指导。虽然这些规则 — — 包括1963年的《部分禁止核试验条约》和联合国1967年的《外层空间条约》 — — 禁止在太空中使用大规模毁灭性武器,但它们没有明确限制其他类型的太空武器、试验或军事太空部队。⚪️

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