“制霸太空”后，卫星网络安全该何去何从？ – 作者:超不A的伞居柏-安全小百科

引言

地球上，McClain对着自己被入侵的银行账一脸懵，因为对方来自NASA网络。在遥远的太空，她的前女友，同时也是NASA的一位宇航员，正在用卫星网络，“黑”入前女友在地球上的银行账户，完成自己在情感上的报复。

这样的场景看似遥不可及，但却是早已发生的事。2019年，NASA女宇航员通过卫星互联网系统，“黑”入前女友的设备，追踪她现在的存款状况。

从“真正防黑客”到“太空黑入地球”

卫星曾一度因其遥远和不可控性被称为“真正的防黑客技术”。

但是，这个离我们很遥远，甚至有些神秘的东西，为什么会带来安全风险呢？当黑客在地球上，自己的电脑键盘按下鼠标，在银河系游离的卫星真的那么容易被控制吗？

实际上，卫星互联网的发展如火如荼，数千颗廉价卫星发射进入太空，但由于缺乏卫星网络安全标准以及足够防护能力，许多网络安全问题也应运而生。

NASA前CISO Jeanette Hanna-Ruiz曾表示，黑客入侵低轨卫星，只是时间问题。

卫星互联网为什么会带来安全风险？主要原因有二。其一，廉价卫星数量激增将为黑客入侵卫星互联网带来可乘之机。过多的廉价卫星将为黑客进行入侵实验提供方便。从理论上来说，只要黑客组织针对某一卫星完成了入侵操作，那么大规模入侵也将变得轻而易举。其二，小型卫星大量使用软件进行定义也将带来大量安全问题。目前，越来越多的小型卫星都在用软件来进行在轨重新编程，而这就很可能造成隐私泄露的风险和卫星被控制的不良后果。卫星及其通信的基站间也需要更强的安全控制技术保障，以免被黑客入侵。

而一旦黑客控制了卫星，将会带来严重后果。一方面，他们可以随意关闭或开启卫星，由此而拒绝让卫星为卫星基站提供服务。另一方面，黑客还可以对卫星信号施加干扰或进行信号欺骗，从而对电网、供水网络和运输系统等关键的社会基础设施造成严重影响。

不仅如此，目前新一代卫星基本配有推进器，以便其在太空中加速、减速或改变方向。但若网络攻击对卫星的威胁日益严重，黑客甚至可以实现对卫星的完全控制，并随意改变卫星的轨道，控制其撞向其他卫星和国际空间站。

这些可怕的场景听起来像是对未来的想象，但其实已经发生了。在那位NASA航天员从国际空间站上黑入前任的银行账户的刹那，或许也注定了，从地球端发出的代码也能黑入“太空”，甚至威胁到国际空间站。

1998年，黑客控制了美德共同研制的ROSAT X射线卫星。黑客侵入马里兰州戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）的计算机，然后发布恶意指令，指示卫星将其太阳能电池板直接对准太阳，这直接导致其动力系统被烧毁。

1999年，黑客控制了英国等SkyNet卫星，勒索赎金。

2008年，黑客控制了NASA（美国国家航空航天局）的两颗卫星，导致一颗卫星被控约两分钟，另一颗被控约九分钟。

2018年，黑客对卫星运营商和美国国防承包商发起入侵行动。来自伊朗的黑客组织也曾试图进行类似的攻击。

2019年美国政府问责局向国会提交的报告称，美国海军下一代窄带卫星通信系统——移动用户目标系统(MUOS)存在待解决的安全漏洞。军事卫星系统也面临安全威胁。

不仅如此，卫星零件商品化也将为黑客大开方便之门。

早在2014年马航失踪事件之前，安全专家们就已经发现航空业的FMS（飞行管理系统）和ACARS（飞机通讯地址与报告系统）系统存在可被黑客利用的漏洞。在次年的黑帽大会上，许多记者还在现场目睹了黑客如何用Android智能手机控制飞机。

而黑客之所以能够顺利找到FMS这样的漏洞，是因为许多二手卫星设备在ebay等电商平台上大量流通。

一些卫星制造商，尤其是小型的CubeSat卫星，都会使用现成的技术来降低成本。这些组件的广泛可用性意味着黑客可以借此分析它们的漏洞。此外，由于许多组件都采用开源技术，黑客还可能将其他漏洞植入相关的卫星软件。

不仅如此，卫星技术涉及的互联网公司众多，这也给黑客提供了可乘之机。由于太空的卫星互联网的技术非常复杂，所以会有多家制造商参与开发构建各种组件。而将这些卫星送入太空的过程会涉及多家公司。甚至还有卫星组织经常将卫星管理工作外包给其他公司。在这些过程中，每增加一个供应商，就相当于在给黑客渗透系统提供一个新的机会。

虽然制造卫星并不容易，但入侵各种小型卫星却并没有多复杂。卫星通常由地面基站控制，这些工作站一旦运行了某个带有软件漏洞的计算机，这些漏洞就可能被黑客利用。黑客只要渗透这些计算机，就可以向卫星随意发送命令。简单来说，黑客只需等待目标卫星进入头顶上空，然后用专门的接地天线发送恶意命令，如此，攻击就有可能成功。

卫星互联网的主要安全风险

总的来说，目前卫星互联网面临的安全风险主要包括：

窃听、伪造与数据损失

通过卫星互联网传输敏感数据时，最主要的顾虑是窃听与攻击。多数无线网络在下行链路中使用，卫星互联网的窃听问题就会出现。基于被动窃听的基础上，攻击者对数据进行伪造，返回给上行链路中，地面站无法分辨数据是否来自合法用户，导致合法用户的数据被篡改，可以导致通信数据的错误。

此外，针对卫星的攻击也同样存在与网络攻击相同的攻击方式：DDOS攻击。由攻击者发送合法的虚假请求，卫星无法对合法用户提供有效服务，导致正常的数据无法传输。

控制攻击

卫星与地面系统越来越像运行专门软件的计算机，易于受到与计算机同样的网络攻击。对卫星的控制攻击虽不像窃取他人邮件那么简单，但却是可以实现的。卫星一般通过地面基站进行控制。基站计算机软件一般都存在可被利用的漏洞。如果黑客侵入这些基站计算机，就可以发送恶意的指令来控制卫星，或者可以使用专门的工具诱骗卫星，最终用于攻击其他卫星或太空资产。此外，攻击者也可以通过消耗推进剂、耗尽带电可擦可编程只读存储器（EEPROM）写入寿命等攻击，直接影响卫星寿命。

宽带资源窃取攻击

由于卫星不对信号进行更深入的解包工作，无法确定接收的信号和数据是否是合法用户的数据，当攻击者发送自己的非法信号后，卫星依然会对信号进行转发工作，而此时攻击者如果提取有用的数据借助卫星私自通信，就形成了完整的窃取卫星资源攻击。

面对风险，我们该怎么办？

既然卫星互联网技术如火如荼，其中风险也不可忽视。同样的，太空互联网时代或许势不可挡。那么对于这种境况，我们有哪些应对措施呢？小编总结了下专家们的想法，总结出以下几点建议：

抢先布局获得频段轨道资源

目前正处于新一轮的低轨太空资源跑马圈地阶段。根据国际规则，卫星频率和轨道资源在国际电信联盟成员国之间的分配，主要通过“先登记可优先使用”的抢占和“公平”规划两种方式进行。建议尽早布局，抢占地球低轨道和通信频道资源。

构建空天地一体化网络安全保障

未来，卫星网络与空间飞行器、地面网络等将有机融合，形成天地一体化信息网络，面临的网络攻击面不断扩大，天地一体化信息网络跨陆、海、空、天的多个层级，以及空间网络的特殊性，导致其面临不同方面和不同层次的安全威胁，建议构建空天地一体网络安全保障体系，有效应对身份认证，安全路由，安全切换、安全传输等多种威胁，形成覆盖卫星、基站、系统、终端、数据传输在内的一体化纵深防御体系。