Ancaman Cyber ​​Di Luar Bumi: Mengamankan Manufaktur Dalam Angkasa

Masyarakat global kita sangat bergantung pada teknologi berbasis ruang angkasa. Sebagian besar dari kita menyadari bahwa penentuan posisi ruang, cuaca, dan sistem komunikasi sangat penting untuk aktivitas transportasi kita. Saya menulis artikel ini di pesawat yang menggunakan GPS untuk mengarahkan penerbangan saya dengan aman di sekitar pola cuaca buruk yang telah diidentifikasi oleh satelit. Jika saya menyelesaikan artikel ini dalam penerbangan, saya akan mengunggahnya untuk dipublikasikan di Forbes melalui satelit komunikasi geosinkron.

Tetap saja, banyak orang akan terkejut mengetahui bahwa modern pabrik juga bergantung pada satelit. Sistem otomasi manufaktur menyinkronkan operasi beberapa robot di lini produksi mereka menggunakan sinyal waktu yang disediakan oleh Satelit GPS. Faktanya, GPS sebenarnya adalah kumpulan dari 24 (plus suku cadang) yang mengorbit jam atom, masing-masing secara terus-menerus menyiarkan data waktu. Uber Anda dipandu oleh perbedaan kecil dalam sinyal waktu yang berasal dari empat atau lebih satelit, yang disebabkan oleh penundaan sinyal ke posisi relatif Anda. Mengetahui kecepatan cahaya (299,792,458 m/s) ponsel Anda menghitung jarak dan menempatkan posisi Anda dengan trigonometri sederhana … tetap sederhana untuk smartphone.

Jalur manufaktur otomatis modern tidak hanya memiliki waktu yang sangat tepat, tetapi juga sangat saling berhubungan, dapat diprogram dari jarak jauh, dipantau, dan dikendalikan. Akibatnya, domain siber menjadi semakin penting ancaman-ruang untuk produsen. Stasiun dan server desain komputer adalah target yang jelas bagi peretas, tetapi sistem manufaktur digital apa pun yang dikompromikan dapat menghasilkan data kepemilikan yang berharga. Bahkan file dari peralatan mesin printer yang dapat diprogram dapat mengungkapkan banyak hal tentang produk yang mereka hasilkan. Hilangnya informasi ini dapat membahayakan kekayaan intelektual produsen dan klien mereka.

Dalam domain kedirgantaraan banyak produk yang diproduksi diklasifikasikan atau jatuh ke dalam kategori yang lebih luas dari Informasi Tidak Terklasifikasi Terkendali (CUI) dan secara aktif dicari oleh musuh asing. Mengamankan robot industri, pemotong waterjet, dan printer 3D dari penyusup dunia maya yang disponsori negara adalah tugas yang menantang bagi departemen TI pabrik. Mengamankan file pemrograman dan suku cadang untuk sistem ini selama transmisinya adalah tugas yang sama pentingnya yang sering diabaikan.

Kerentanan itu nyata. Lebih dari satu dekade yang lalu virus komputer Windows, yang dikenal sebagai Stuxnet, direkayasa untuk mendeteksi komputer yang terhubung ke sistem kontrol logika terprogram Siemens S7, pengontrol mesin manufaktur yang umum. Jika pengontrol tampaknya mengoperasikan sentrifugal pengayaan uranium, file dipindahkan dan operasi proses pembuatan itu menjadi agak miring. Stuxnet secara signifikan mengganggu produksi bahan nuklir Iran. Sementara Stuxnet secara luas dianggap sebagai produk dari upaya bersama pemerintah AS-Israel, kita harus menganggap musuh kita secara aktif menggunakan senjata siber serupa.

Kembali ke luar angkasa, mari kita pertimbangkan implikasi keamanan siber untuk pembuatan robot di orbit. Ya, pabrik berbasis ruang angkasa adalah domain yang muncul dan nyata. Lingkungan gayaberat mikro memungkinkan produksi produk yang tidak dapat kita buat di Bumi. Ini termasuk kristal yang luar biasa sempurna, bahan unik dan super murni, obat revolusioner, dan bahkan organ yang dicetak secara biologis. Beberapa dari produk ini, seperti kabel serat optik berperforma sangat tinggi, memberikan nilai yang cukup sehingga membuatnya di luar angkasa – bahkan dengan biaya penerbangan yang relatif tinggi saat ini – menjanjikan keuntungan yang sangat sehat.

NASA mengakui manufaktur luar angkasa sebagai teknologi penting yang dapat bermanfaat bagi misi lembaga itu sendiri. Ini juga merupakan sektor bisnis yang penting, bersama dengan pariwisata luar angkasa, dalam pengembangan ekonomi luar angkasa jangka pendek. Saya baru-baru ini memimpin tinjauan model bisnis untuk Johnson Space Center's Aplikasi Produksi Dalam Ruang (InSPA) program. Di bawah InSPA, NASA diberikan delapan kesempatan bagi tim manufaktur untuk menerbangkan proyek manufaktur mereka ke luar angkasa. NASA dan Laboratorium Nasional ISS akan memberi startup manufaktur ini ruang rak dan waktu astronot yang diperlukan untuk uji coba mereka. Penerima penghargaan juga akan menerima transportasi massal yang diperlukan untuk mengembalikan produk manufaktur mereka ke Bumi. Tujuannya adalah untuk memberi perusahaan AS pijakan di luar angkasa saat kita menunggu komersialisasi Orbit Bumi Rendah (LEO).

Beberapa perusahaan berencana untuk menyebarkan stasiun ruang angkasa orbital komersial dalam beberapa tahun ke depan. Model pendapatan mereka sering bergantung pada munculnya manufaktur ruang yang layak. Seperti yang Anda bayangkan, waktu astronot itu mahal. NASA mengutip hingga $700,000 per jam. Meskipun operasi komersial akan menurunkannya dengan BANYAK, mengotomatisasi sistem manufaktur ruang angkasa adalah persyaratan, bukan pilihan.

Aplikasi utama untuk manufaktur di luar planet adalah menyediakan swasembada untuk fasilitas dalam ruang. Ketika bagian dan alat istirahat di stasiun luar angkasa, jauh lebih efisien untuk mencetak pengganti di tempat. Ini mengurangi biaya, menghilangkan penundaan transportasi yang besar, dan meningkatkan ketahanan. Bagian yang gagal dapat didaur ulang menjadi filamen printer 3D baru dan dicetak ulang, sehingga semakin mengurangi ketergantungan pada bahan mentah di Bumi. Itu Regolit Kabel Merah proyek telah mengambil langkah-langkah yang menjanjikan ke arah ini dengan memproduksi struktur cetak 3D dengan regolith, "kotoran" anorganik dari permukaan bulan atau Mars. Ruang Relativitas, yang roket Terran cetak 3D-nya adalah mempersiapkan peluncuran di Cape Canaveral, suatu hari berencana untuk mencetak seluruh roket di Bulan di Mars, menggunakan bahan-bahan yang bersumber secara lokal. Kekuatan utama manufaktur dalam ruang otomatis adalah kemampuan untuk mengirimkan desain dan pembaruan dari Bumi, bukan material. Ini juga merupakan masalah keamanan siber yang serius.

Transfer aman dari file-file ini dan komunikasi lainnya sangat penting karena sistem luar angkasa telah terbukti menjadi target serangan siber. Satu jam sebelum menginvasi Ukraina, Rusia meluncurkan serangan cyber luar angkasa di jaringan KA-SAT Viasat, memutuskan pengguna di Ukraina dan di tempat lain di Eropa. Proliferasi eksponensial satelit kecil yang saat ini diluncurkan ke orbit akan menawarkan permukaan serangan baru bagi negara musuh dan aktor non-negara.

Tahun lalu, saya mendapat kehormatan untuk menjadi penguji eksternal untuk DPhil viva (disertasi PhD) James Pavur, seorang Rhodes Scholar yang belajar ilmu komputer di Oxford. Karya Dr. Pavur tentang keamanan siber luar angkasa mengungkapkan bahwa teknologi komunikasi luar angkasa sangat rentan terhadap intersepsi. Protokol komunikasi satelit memprioritaskan kinerja terbaik dari koneksi bandwidth rendah dan terganggu oleh latensi, penundaan yang disebabkan oleh sinyal radio yang melintasi jarak berukuran ruang, bahkan pada kecepatan cahaya. Faktor-faktor ini dapat membuat teknologi keamanan tradisional, seperti VPN, tidak praktis dan banyak komunikasi antariksa tidak terenkripsi. Dr. Pavur dan yang lainnya telah menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk memasukkan data baru ke dalam aliran komunikasi untuk alasan yang berpotensi jahat. Serangan semacam itu dapat merusak produk atau sistem manufaktur itu sendiri. Bahkan mungkin berpotensi menyabotase kendaraan luar angkasa atau habitat dan menempatkan para penjelajah antariksa dalam bahaya. Mengingat saling ketergantungan sistem modern, kerusakan yang ditimbulkan pada aset ruang angkasa apa pun akan memiliki efek riak, berpotensi menghasilkan kerugian finansial yang besar bagi perusahaan dan individu yang sama sekali tidak menyadari ketergantungan mereka pada sistem berbasis ruang yang rentan.

Solusi bermunculan. Dalam peran saya sebagai profesor tamu di Institut Sains dan Teknologi Keamanan (ISST) di Imperial College London, saya bertemu dengan startup yang berbasis di Inggris yang menangani masalah ini. PERTAHANAN3D telah mengembangkan Secure Streaming Transfer Protocol yang memungkinkan pasokan digital yang aman dari sebagian data ke lokasi terpencil tanpa perlu transfer file, menghilangkan risiko keamanan yang terkait dengan transmisi aset 2D atau 3D penuh. Ini dicapai dengan menggunakan aliran dinamis yang berkelanjutan ke berbagai perangkat manufaktur dengan bandwidth serendah 3kbps. Teknologi yang memungkinkan ini dapat memberikan dasar-dasar manufaktur jarak jauh yang aman dalam pengaturan ekstra-terestrial, dan akan memungkinkan pembuatan prototipe desain yang cepat, iterasi, dan pengujian di ISS, stasiun komersial masa depan, dan permukaan bulan.

Masa depan manufaktur di luar angkasa sangat cerah, tetapi kewaspadaan diperlukan. Kita harus membangun keamanan siber ke dalam manufaktur di luar angkasa sejak awal, sebelum kita mengalami “hari yang buruk”, bukan sebagai reaksi terhadapnya.