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[10568] 2016-10-05_太空基础设施安全：网络安全最前沿

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2016-10-05_太空基础设施安全：网络安全最前沿 太 空 基 础 设 施 安 全 ： 网 络 安 全 最 前 沿 c l o u d s   F r e e B u f   2 0 1 6 - 1 0 - 0 5 科 幻 剧 《 星 际 迷 航 》 有 一 集 名 为 “ 最 后 前 沿 （ T h e   F i n a l   F r o n t i e r ） ” ， 意 指 探 索 浩 瀚 宇 宙 为 人 类 科 学 最 后 的 前 沿 。         1   概 要 概 要 通 常 ， 人 们 在 讨 论 国 家 关 键 基 础 设 施 的 网 络 威 胁 时 ， 往 往 忽 视 了 卫 星 和 其 它 太 空 设 备 存 在 的 漏 洞 攻 击 。 这 是 一 个 重 大 失 误 通 常 ， 人 们 在 讨 论 国 家 关 键 基 础 设 施 的 网 络 威 胁 时 ， 往 往 忽 视 了 卫 星 和 其 它 太 空 设 备 存 在 的 漏 洞 攻 击 。 这 是 一 个 重 大 失 误 ， 因 为 卫 星 技 术 是 社 会 不 断 发 展 的 本 质 ， 如 导 航 、 通 信 、 遥 感 、 监 测 等 其 它 无 数 关 键 应 用 。 太 空 和 其 相 关 领 域 存 在 的 网 络 ， 因 为 卫 星 技 术 是 社 会 不 断 发 展 的 本 质 ， 如 导 航 、 通 信 、 遥 感 、 监 测 等 其 它 无 数 关 键 应 用 。 太 空 和 其 相 关 领 域 存 在 的 网 络 安 全 隐 患 将 会 成 为 国 家 、 地 区 或 国 际 问 题 ， 而 要 了 解 认 知 这 种 非 传 统 安 全 威 胁 ， 就 必 须 对 网 络 和 太 空 安 全 的 交 叉 问 题 进 行 安 全 隐 患 将 会 成 为 国 家 、 地 区 或 国 际 问 题 ， 而 要 了 解 认 知 这 种 非 传 统 安 全 威 胁 ， 就 必 须 对 网 络 和 太 空 安 全 的 交 叉 问 题 进 行 研 究 。 研 究 。 美 国 近 年 把 太 空 环 境 形 容 为 空 间 日 益 拥 堵 （ C o n g e s t e d ） 、 争 夺 日 益 加 剧 （ C o n t e s t e d ） 、 竞 赛 日 益 激 烈 （ c o m p e t e d ） 的 3 C 时 代 ， 并 积 极 制 订 了 相 关 的 太 空 安 全 战 略 确 保 其 太 空 领 导 权 ； 俄 罗 斯 国 防 策 略 也 强 调 ， 亟 需 对 当 前 和 未 来 的 信 息 领 域 战 争 制 订 国 际 合 作 规 则 。 本 报 告 目 的 在 于 ， 指 出 太 空 空 间 供 应 链 存 在 的 网 络 安 全 管 理 问 题 ， 并 给 出 相 关 建 议 ， 希 望 缓 解 太 空 基 础 设 施 中 存 在 的 安 全 漏 洞 隐 患 。 2   背 景 背 景 查 塔 姆 国 际 安 全 研 究 所 （   C h a t h a m   H o u s e   ） 长 期 对 网 络 和 太 空 安 全 的 交 叉 领 域 进 行 专 业 研 究 。 2 0 1 5 年 ， 与 日 本 笹 川 和 平 基 金 会 合 作 ， 对 导 致 军 用 卫 星 瘫 痪 的 相 关 网 络 攻 击 技 术 进 行 了 研 究 ， 在 《 卫 星 安 全 - 导 致 网 络 攻 击 的 漏 洞 》 研 究 项 目 中 指 出 ： 网 络 攻 击 可 摧 毁 或 瘫 痪 卫 星 和 其 它 太 空 设 备 ； 潜 在 的 解 决 方 案 是 加 强 国 际 合 作 、 制 订 政 策 或 增 加 技 术 研 究 投 入 ； 另 外 ， 查 塔 姆 国 际 安 全 研 究 所 还 多 次 召 集 各 方 专 家 对 太 空 领 域 设 备 存 在 的 安 全 漏 洞 进 行 讨 论 ， 以 寻 求 和 促 进 相 关 政 策 和 解 决 方 案 的 达 成 。 3   挑 战 挑 战 在 复 杂 多 样 的 网 络 威 胁 背 景 下 ， 全 球 政 府 和 金 融 机 构 正 在 以 互 联 网 为 主 要 经 济 模 式 的 环 境 下 ， 寻 求 安 全 防 范 与 商 业 发 展 之 间 的 一 致 平 衡 。
由 于 国 家 间 太 空 战 略 竞 争 ， 太 空 空 间 正 成 为 刺 激 经 济 和 技 术 发 展 的 关 键 角 色 ， 因 此 ， 卫 星 服 务 很 可 能 成 为 一 系 列 网 络 攻 击 的 潜 在 目 标 。 太 空 领 域 的 关 键 节 点 攻 击 ， 可 能 对 国 家 或 国 际 关 键 基 础 设 施 和 能 力 造 成 影 响 。 查 塔 姆 最 新 报 告 指 出 ， 网 络 和 太 空 安 全 领 域 的 “ 进 攻 ” 和 “ 防 守 ” 界 线 变 得 越 来 越 模 糊 ， 但 相 比 之 下 ， “ 进 攻 ” 比 “ 防 守 ” 发 起 成 本 更 低 、 更 简 单 。         当 各 国 政 府 极 力 重 视 网 络 安 全 的 同 时 ， 本 文 认 为 ， 与 太 空 相 关 的 复 杂 供 应 链 和 基 础 设 施 一 样 存 在 被 网 络 攻 击 的 安 全 隐 患 。 4   当 前 现 状 和 反 应 当 前 现 状 和 反 应 目 前 ， 全 球 范 围 内 还 没 有 相 关 的 太 空 网 络 安 全 研 究 机 构 。 应 对 这 种 挑 战 ， 需 要 激 进 和 创 新 的 观 点 。 卫 星 通 信 和 导 航 系 统 的 经 验 告 诉 我 们 ， 尽 管 太 空 网 络 安 全 市 场 还 需 定 义 成 形 ， 但 总 体 前 景 估 计 良 好 ， 太 空 网 络 安 全 面 临 的 国 际 挑 战 可 能 是 未 来 保 护 空 间 资 产 设 备 的 一 个 战 略 机 遇 。 太 空 空 间 任 务 和 相 关 支 持 功 能 需 要 系 统 定 义 ， 同 时 危 机 缓 解 策 略 的 研 究 也 必 不 可 少 。 当 前 ， 亟 需 一 些 在 太 空 空 间 有 能 力 的 国 家 和 关 键 机 构 组 成 国 际 意 愿 团 体 ， 制 订 灵 活 的 国 际 空 间 发 展 机 制 和 网 络 安 全 制 度 ， 这 种 机 制 和 制 度 将 会 提 供 快 速 、 及 时 的 反 应 能 力 ， 同 时 也 能 实 现 协 调 和 监 督 作 用 ， 有 利 于 太 空 空 间 合 理 发 展 。 为 了 应 对 太 空 网 络 安 全 威 胁 ， 几 个 国 家 机 构 已 经 开 始 建 立 合 作 机 制 ， 如 C E R T 组 织 下 的 C E R T - U K 、 C E R T - J P 、 J P - C E R T C C 、 C E R T - I N 、 C E R T - G H 、 U S - C E R T 等 。 5   太 空 网 络 安 全 威 胁 太 空 网 络 安 全 威 胁 威 胁 识 别 ： 威 胁 识 别 ： 太 空 相 关 系 统 （ 天 基 系 统 ） 网 络 威 胁 分 类 如 下 ： 国 家 间 的 军 事 战 略 利 益 ， 或 以 窃 取 战 略 性 知 识 产 权 为 目 的 的 通 信 破 解 ； 以 经 济 利 益 为 目 的 ， 掌 握 大 量 资 源 的 犯 罪 组 织 攻 击 ； 恐 怖 组 织 的 为 达 宣 传 效 应 的 攻 击 ， 或 是 操 作 卫 星 相 撞 等 极 端 行 为 ； 个 人 黑 客 炫 耀 技 术 的 攻 击 。 威 胁 方 法 ： 威 胁 方 法 ： 对 通 信 网 络 和 空 间 基 础 设 施 的 干 扰 、 欺 骗 和 黑 客 攻 击 ； 针 对 卫 星 控 制 系 统 和 任 务 包 的 攻 击 ， 达 到 控 制 卫 星 功 能 ， 如 关 闭 、 变 轨 、 或 把 太 阳 能 电 池 暴 露 于 电 离 辐 射 环 境 等 ； 对 地 面 基 础 设 施 的 攻 击 ， 如 卫 星 控 制 中 心 、 相 关 的 网 络 和 数 据 中 心 ， 导 致 潜 在 的 全 球 性 影 响 （ 如 天 气 预 报 系 统 等 ） 。 2 0 1 1 年 ， 美 国 国 会 报 告 指 出 ， 2 0 0 7 年 至 2 0 0 8 年 间 ， 至 少 有 两 颗 美 国 环 境 监 测 卫 星 受 到 四 次 或 更 多 干 扰 ， N A S A 的 陆 地 7 号 监 测 卫 星 L a n d s a t - 7 受 到 多 达 1 2 分 钟 的 干 扰 ， N A S A 的 另 一 颗 地 球 监 测 卫 星 T e r r a   A M - 1 曾 在 不 同 天 内 分 别 受 到 2 分 多 钟 和 9 分 多 钟 的 信 号 干 扰 。 美 国 国 家 海 洋 和 大 气 管 理 局 曾 于 2 0 1 4 年 9 月 遭 受 黑 客 攻 击 ， 导 致 卫 星 数 据 系 统 被 迫 下 线 ， 造 成 天 气 预 报 机 构 4 8 小 时 的 数 据 缺 失 。         威 胁 产 生 原 因 ： 威 胁 产 生 原 因 ： 威 胁 途 径 非 常 复 杂 ， 但 主 要 可 以 总 结 如 下 ： 越 来 越 多 的 卫 星 和 星 群 提 供 了 越 来 越 多 的 入 口 点 ； 通 信 链 路 连 通 性 和 轨 道 连 通 性 的 增 加 ； 自 主 通 信 链 路 的 增 加 ； 卫 星 供 应 商 的 质 量 标 准 不 确 定 性 卫 星 组 件 ； 太 空 设 备 设 计 商 只 关 注 市 场 需 要 的 重 要 安 全 控 制 ； 更 小 更 便 宜 的 卫 星 在 安 全 成 本 方 面 ， 与 制 造 成 本 不 成 比 例 ； 加 密 和 其 他 安 全 控 制 系 统 的 后 门 漏 洞 。
网 络 攻 击 对 太 空 基 础 设 施 造 成 的 后 果 有 哪 些 ？ 网 络 攻 击 对 太 空 基 础 设 施 造 成 的 后 果 有 哪 些 ？ 包 括 但 不 限 于 ： 降 低 国 家 安 全 或 国 防 防 御 能 力 ； 降 低 通 信 、 观 测 能 力 或 导 航 精 度 ； 破 坏 包 括 精 确 计 时 系 统 在 内 的 其 它 通 信 设 施 ， 导 致 通 信 缺 乏 保 密 和 认 证 措 施 ； 变 换 轨 道 运 行 参 数 导 致 碰 撞 ； 破 坏 或 劫 持 太 空 车 ； 破 坏 完 整 的 发 射 器 和 有 效 载 荷 装 备 ， 在 发 射 阶 段 造 成 更 大 风 险 ； 破 坏 或 删 除 卫 星 传 输 数 据 ； 截 取 包 括 敏 感 信 息 在 内 的 通 信 内 容 ； 重 设 路 由 的 通 信 拦 截 ； 信 号 干 扰 或 数 据 欺 骗 。   6   卫 星 网 络 威 胁 卫 星 网 络 威 胁 干 扰 干 扰 一 种 试 图 通 过 降 低 和 破 坏 信 号 ， 扰 乱 通 信 传 输 和 接 收 的 攻 击 。 干 扰 装 置 通 常 以 相 同 或 更 高 的 频 率 传 输 电 磁 能 量 ， 模 拟 发 送 信 号 ， 干 扰 接 收 机 。 所 有 的 无 线 通 信 系 统 都 容 易 受 到 电 磁 干 扰 或 人 为 干 扰 。 卫 星 上 的 接 收 装 置 也 能 被 干 扰 而 无 法 接 收 上 行 链 路 信 号 。 地 面 干 扰 ： 影 响 位 于 特 定 地 理 区 域 的 接 收 机 的 操 作 能 力 。 一 个 已 被 应 用 多 年 的 技 术 ， 例 如 ， 专 制 政 府 试 图 阻 止 人 们 访 问 未 经 授 权 的 无 线 电 或 电 视 广 播 ， 在 动 荡 和 政 治 控 制 时 期 ， 政 府 为 维 持 和 控 制 国 内 信 息 与 传 播 ， 可 以 针 对 广 播 电 视 进 行 电 磁 地 面 干 扰 。 地 面 干 扰 也 可 用 来 短 期 内 阻 止 移 动 电 话 网 络 和 互 联 网 访 问 ， 有 时 被 称 为 “ 无 线 拒 绝 服 务 攻 击 ” 。 轨 道 干 扰 ： 干 扰 由 地 面 站 向 卫 星 传 输 的 信 号 。 干 扰 器 不 一 定 要 在 信 号 发 射 器 附 近 ， 可 以 位 于 接 收 卫 星 波 束 的 任 何 地 方 。 轨 道 干 扰 活 动 的 地 理 范 围 不 受 干 扰 器 的 物 理 位 置 影 响 。 网 络 攻 击 网 络 攻 击 近 年 来 ， 通 信 和 导 航 系 统 攻 击 已 经 成 为 一 系 列 新 型 复 杂 网 络 攻 击 ， 这 些 攻 击 背 后 的 漏 洞 非 常 受 到 关 注 ， 一 方 面 由 于 它 们 难 于 检 测 发 现 ， 另 外 能 导 致 拒 绝 服 务 、 完 整 性 认 证 失 败 等 不 安 全 的 严 重 后 果 。 S p o o f i n g S p o o f 欺 骗 原 理 其 实 就 是 伪 装 成 一 颗 伪 卫 星 进 行 播 发 定 位 数 据 ， 从 而 欺 骗 接 收 机 。 欺 骗 攻 击 通 过 操 纵 信 息 交 换 通 信 ， 从 而 降 低 其 完 整 性 。 一 个 成 功 的 欺 骗 攻 击 可 能 被 用 来 针 对 和 直 接 破 坏 关 键 基 础 设 施 ， 如 对 国 家 电 网 或 金 融 业 务 的 高 频 交 易 系 统 引 入 错 误 的 定 时 信 号 ， 造 成 间 接 经 济 损 失 。 国 际 性 事 件 影 响 和 安 全 意 识 国 际 性 事 件 影 响 和 安 全 意 识 1 9 9 7 年 ， 美 国 关 键 基 础 设 施 保 障 研 究 会 有 先 见 之 明 地 在 报 告 中 指 出 “ 与 现 代 化 相 关 的 国 家 空 天 系 统 漏 洞 将 会 是 最 严 重 的 安 全 隐 患 ” 。 目 前 ， 随 着 全 球 导 航 系 统 的 发 展 ， 各 国 都 具 备 了 一 定 的 卫 星 导 航 能 力 ， 如 美 国 的 U S - G P S ， 俄 罗 斯 的 G L O N A S S ， 欧 洲 的 S B A S 以 及 G a l i l e o G N S S ， 中 国 的 北 斗 B D S ， 印 度 的 N A V I C 、 I R N S S ， 以 及 日 本 正 在 研 发 的 Q Z S S 。 而 空 天 故 障 也 会 发 生 ， 2 0 1 6 年 1 月 2 6 日 ， 第 二 代 G P S 卫 星 “ S V N   2 3 ” 正 式 退 役 ， 在 从 G P S 星 座 移 除 过 程 中 ， 触 发 了 G P S 地 面 软 件 问 题 ， 导 致 G P S 时 间 出 现 1 3 . 7 微 秒 误 差 ； 当 然 ， 在 关 键 基 础 设 施 的 保 护 方 面 ， 并 不 是 所 有 国 家 都 能 像 美 国 一 样 有 先 见 的 意 识 和 充 足 的 资 源 。 太 空 军 事 战 略 设 备 漏 洞 太 空 军 事 战 略 设 备 漏 洞
军 事 战 略 和 战 术 导 弹 系 统 高 度 依 赖 于 卫 星 和 空 间 基 础 设 施 ， 它 们 用 于 导 航 、 瞄 准 、 指 挥 控 制 、 作 战 监 控 等 功 能 。 然 而 ， 由 于 对 天 基 设 备 、 地 面 站 和 相 关 指 挥 和 控 制 系 统 安 全 性 缺 乏 足 够 重 视 ， 针 对 卫 星 的 网 络 攻 击 会 严 重 破 坏 战 略 武 器 系 统 的 完 整 性 。 劫 持 、 摧 毁 或 关 闭 卫 星 劫 持 、 摧 毁 或 关 闭 卫 星 尽 管 网 络 攻 击 很 难 从 物 理 上 控 制 卫 星 ， 但 并 不 是 无 法 攻 破 ， 这 会 极 大 地 吸 引 那 些 试 图 控 制 I C S 或 S C A D A 系 统 的 攻 击 者 。 对 卫 星 的 网 络 攻 击 包 括 针 对 地 面 站 的 攻 击 ， 而 卫 星 内 置 计 算 机 的 远 程 定 期 更 新 ， 以 及 大 量 卫 星 硬 件 可 能 出 现 的 后 门 都 会 带 来 安 全 隐 患 和 漏 洞 。 即 使 没 有 硬 件 “ 后 门 ” ， 但 对 于 复 杂 的 网 络 攻 击 来 说 ， 目 前 的 加 密 方 法 也 可 能 无 法 阻 止 。 通 过 地 面 站 的 攻 击 可 以 控 制 、 摧 毁 或 关 闭 卫 星 ， 而 被 控 制 可 变 轨 的 卫 星 就 像 一 种 太 空 武 器 ， 对 空 天 设 备 和 地 面 国 家 将 会 形 成 巨 大 的 安 全 威 胁 。 商 业 卫 星 漏 洞 商 业 卫 星 漏 洞 2 0 1 4 年 ， 安 全 公 司 I O A c t i v e 对 通 信 卫 星 的 漏 洞 进 行 了 安 全 评 估 。 评 估 包 括 卫 星 通 信 相 关 的 海 上 作 业 、 个 人 通 信 、 S C A D A 、 语 音 、 数 据 、 航 空 和 军 事 系 统 等   ， 之 后 ， I O A c t i v e 发 现 许 多 卫 星 系 统 设 备 和 软 件 缺 乏 根 本 的 安 全 防 范 和 定 期 更 新 措 施 ， 导 致 漏 洞 长 期 存 在 。 7   促 进 国 际 合 作 和 相 关 措 施 实 施 促 进 国 际 合 作 和 相 关 措 施 实 施 制 订 太 空 网 络 安 全 响 应 准 则 政 策 要 求 政 府 治 理 管 理 开 放 包 容 政 权 强 制 行 为 具 备 灵 活 性 和 主 动 性 风 险 管 理 降 低 供 应 链 安 全 风 险 8   建 议 建 议   提 高 安 全 意 识 提 高 防 范 意 识 识 别 依 赖 关 系 识 别 漏 洞 建 立 弹 性 的 应 急 响 应 机 制 开 发 面 向 未 来 的 软 硬 件 设 施 严 格 的 采 购 策 略 严 格 的 监 管 要 求 经 验 分 享 建 立 良 好 的 风 险 管 理 和 实 践 机 制 四 篇 卫 星 黑 客 技 术 文 章 ： 四 篇 卫 星 黑 客 技 术 文 章 ： < 点 击 文 末 阅 读 原 文 链 接 查 看 点 击 文 末 阅 读 原 文 链 接 查 看 > * 参 考 来 源 ： C h a t h a m h o u s e - R e p o r t ， F B 小 编 c l o u d s 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f . C O M 阅 读 原 文
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