Un experimento compacto destinado a mejorar la ciberseguridad para futuras misiones espaciales está en funcionamiento en el módulo Columbus de la Estación Espacial Internacional de Europa. funcionando en parte en una computadora Raspberry Pi Zero que cuesta solo unos pocos euros.

"Nuestro experimento CryptIC está probando soluciones tecnológicas para hacer que la comunicación segura basada en cifrado sea factible incluso para las misiones espaciales más pequeñas, ", explica el ingeniero de garantía de productos de software de la ESA, Emmanuel Lesser." Esto es un lugar común en la Tierra, utilizando, por ejemplo, cifrado simétrico en el que ambos lados del enlace de comunicación comparten la misma clave de cifrado.

"En órbita, el problema ha sido que los efectos de la radiación espacial pueden comprometer la clave dentro de la memoria de la computadora causando 'bit-flips". Esto interrumpe la comunicación, ya que la llave en el suelo y la que está en el espacio ya no coinciden. Hasta ahora, este había sido un problema que requería dispositivos dedicados, y costosos, reforzados contra la radiación para superarlo ".

Los satélites en órbita terrestre pueden estar físicamente remotos, pero aún potencialmente vulnerable a la piratería. Hasta hace poco, la mayoría de las señales de satélite no estaban encriptadas, y esto sigue siendo cierto para muchos de los más pequeños, tipos de misión más baratos, como CubeSats en miniatura

Pero como los servicios prestados por satélites de todos los tamaños forman un elemento cada vez mayor de la vida cotidiana, el interés en la ciberseguridad satelital garantizada está creciendo, y un foco de la nueva Estrategia Tecnológica de la ESA para el Consejo Ministerial Space19 + de este noviembre.

Críptico, o Cubo ICE de criptografía, - el recuadro beige hacia la parte superior de la imagen, ha sido un desarrollo de bajo costo, desarrollado internamente por la sección Software Product Assurance de la ESA y volado en la ISS como parte del servicio de Experimentos Comerciales Internacionales (ICE Cubes para abreviar). Los cubos ICE ofrecen rapidez, acceso simple y asequible para experimentos de investigación y tecnología en microgravedad utilizando cubos compactos. CryptIC mide solo 10x10x10 cm.

"Una parte importante del experimento se basa en una computadora Raspberry Pi Zero estándar, "agrega Emmanuel." Este hardware barato está volando más o menos exactamente como lo compramos; la única diferencia es que ha tenido que cubrirse con un revestimiento de plástico 'conformal', para cumplir con los requisitos de seguridad estándar de ISS ".

El experimento orbital se opera simplemente a través de una computadora portátil en el centro técnico ESTEC de la ESA en los Países Bajos. enrutado a través del operador ICE Cubes, Servicios de aplicaciones espaciales en Bruselas.

"Estamos probando dos enfoques relacionados con el problema de la encriptación para sistemas no reforzados con rad, ", explica Lukas Armborst, un joven graduado en prácticas de la ESA." El primero es un método para volver a intercambiar la clave de cifrado si se corrompe. Esto debe hacerse de una manera segura y confiable, para restaurar el enlace seguro muy rápidamente. Esto se basa en una clave de base alternativa secundaria, que está conectado al hardware para que no se vea comprometido. Sin embargo, esta solución de hardware solo se puede realizar para un número limitado de claves, reduciendo la flexibilidad.

“El segundo es un enfoque de reconfiguración de hardware experimental que puede recuperarse rápidamente si la clave de cifrado se ve comprometida por 'volteos de bits' de memoria activados por radiación. Varios núcleos de microprocesador están dentro de CryptIC como personalizables, matrices de puertas programables en campo (FPGA), en lugar de chips de computadora fijos. Estos núcleos son copias redundantes de la misma funcionalidad. Respectivamente, si un núcleo falla, otro puede intervenir, mientras el núcleo defectuoso recarga su configuración, reparándose así a sí mismo ".

Además, la carga útil lleva un dosímetro compacto de 'puerta flotante' para medir los niveles de radiación desarrollado conjuntamente por el CERN, la Organización Europea de Investigación Nuclear, como parte de un acuerdo de cooperación más amplio

Y como carga útil para invitados, Se están evaluando varias memorias flash de computadora para determinar su desempeño orbital, una versión de continuación del experimento "Chimera" de la ESA que voló en el GomX-4B CubeSat del año pasado.

El experimento tuvo sus pruebas de compatibilidad electromagnética exigidas por la ISS llevadas a cabo en el Laboratorio de EMC de ESTEC.

"CryptIC ha completado la puesta en servicio y ya está devolviendo datos de radiación, siendo compartido con nuestros colegas del CERN, "agrega Emmanuel." Nuestras pruebas de cifrado comenzarán en unas pocas semanas, una vez que hayamos automatizado el proceso operativo, y se espera que funcione de forma continua durante al menos un año ".