太空領(lǐng)域新競爭：黑客攻擊衛(wèi)星，甚至奪取控制權(quán)

12月2日消息，在探索宇宙的競賽中，盡管浩瀚未知的宇宙是太空探索面臨的最大挑戰(zhàn)，但地球上的網(wǎng)絡(luò)犯罪分子并未因數(shù)千公里的距離而退縮，他們?nèi)栽噲D遠(yuǎn)程破壞太空任務(wù)。

航天器、衛(wèi)星以及天基系統(tǒng)正面臨著日益復(fù)雜且危險的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。這些互聯(lián)技術(shù)涵蓋從導(dǎo)航到反彈道導(dǎo)彈控制的多個領(lǐng)域，一旦出現(xiàn)安全漏洞，可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果。

美國政府問責(zé)局（GAO）負(fù)責(zé)承包和國家安全的采購主管威廉·拉塞爾（William Russell）表示：“在太空運(yùn)行中，有一個獨(dú)特的限制，那就是航天器發(fā)射后無法進(jìn)行物理接觸以進(jìn)行維修或更新。惡意網(wǎng)絡(luò)活動的后果可能包括任務(wù)數(shù)據(jù)丟失、空間系統(tǒng)或太空網(wǎng)絡(luò)的壽命及能力縮減，甚至可能喪失對航天器的控制權(quán)。”

關(guān)鍵空間基礎(chǔ)設(shè)施面臨三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)的威脅：空間部分、地面部分以及它們之間的通信鏈路。VFT Solutions的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官、《網(wǎng)絡(luò)-人類系統(tǒng)、空間技術(shù)和威脅》一書的合著者韋恩·朗斯坦（Wayne Lonstein）表示，這三個環(huán)節(jié)中任何一個出現(xiàn)問題，都可能引發(fā)整個系統(tǒng)的連鎖失效。他還補(bǔ)充說：“地球上關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施面臨的許多威脅同樣可能導(dǎo)致太空中的脆弱性暴露——互聯(lián)網(wǎng)、電力系統(tǒng)以及信號欺騙等方式可能對太空系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。”

人工智能帶來的關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)風(fēng)險

人工智能在太空項目中的應(yīng)用日益深入，但也顯著提高了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險，無論是國家行為體還是個人黑客都可能發(fā)起攻擊。人工智能的引入使得太空探索能夠減少人為監(jiān)督，做出更多自主決策。

例如，美國宇航局（NASA）正在利用人工智能為行星探測器尋找科學(xué)樣本。然而，OrbiSky Systems首席技術(shù)官希爾維斯特·凱茲梅利克（Sylvester Kaczmarek）指出，減少人為監(jiān)督可能會使這些任務(wù)更易受到無法預(yù)料且潛在災(zāi)難性的網(wǎng)絡(luò)攻擊。OrbiSky Systems致力于將人工智能、機(jī)器人技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全結(jié)合應(yīng)用于航天領(lǐng)域。

凱茲梅利克提到，數(shù)據(jù)中毒是一種潛在的風(fēng)險，即攻擊者通過向人工智能模型輸入被篡改的數(shù)據(jù)來實施破壞。另一種威脅是模型逆向攻擊（Model Inversion），即對手通過逆向工程人工智能模型來提取敏感信息，從而可能損害任務(wù)的完整性。如果人工智能系統(tǒng)被破壞，可能被用于干擾甚至控制具有重大戰(zhàn)略意義的國家太空任務(wù)。

韋恩·朗斯坦補(bǔ)充說：“人工智能系統(tǒng)可能特別容易受到某些獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)攻擊，例如對抗性攻擊，這些攻擊通過設(shè)計惡意輸入數(shù)據(jù)來欺騙人工智能做出錯誤的決策或預(yù)測。”此外，人工智能還可能被用于執(zhí)行復(fù)雜的間諜活動或破壞行動，進(jìn)而改變?nèi)蝿?wù)參數(shù)或竊取敏感信息。

更令人擔(dān)憂的是，人工智能可能被武器化，用于研發(fā)先進(jìn)的天基武器或反太空技術(shù)，從而破壞甚至摧毀衛(wèi)星及其他太空資產(chǎn)。

為確保太空人工智能系統(tǒng)的完整性和安全性，美國政府正在采取措施。2023年網(wǎng)絡(luò)空間日光浴委員會（Cyberspace Solarium Commission）發(fā)布的報告強(qiáng)調(diào)，應(yīng)將外層空間指定為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，并呼吁加強(qiáng)對衛(wèi)星運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。

朗斯坦建議，應(yīng)在部署前對人工智能系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的模擬測試，并引入冗余機(jī)制，以應(yīng)對可能的意外入侵。他指出：“通過實施冗余系統(tǒng)，可以確保某一人工智能組件發(fā)生故障時，其他組件能夠迅速接管，從而維護(hù)任務(wù)的完整性和功能?！?/p>

此外，使用嚴(yán)格的訪問控制、身份驗證以及糾錯機(jī)制能夠進(jìn)一步確保人工智能系統(tǒng)基于準(zhǔn)確數(shù)據(jù)運(yùn)行。他還建議設(shè)計具有故障安全機(jī)制的人工智能系統(tǒng)，在發(fā)生異常時能夠恢復(fù)到“安全狀態(tài)”或“默認(rèn)模式”。與此同時，手動控制也至關(guān)重要?！拔覀冃枰_保地面控制能夠在必要時手動覆蓋或干預(yù)人工智能的決策，為系統(tǒng)提供額外的安全保障?！崩仕固拐f。

太空領(lǐng)域的新競爭

近年來，盡管針對消費(fèi)者、加密貨幣甚至國家關(guān)鍵私人和政府基礎(chǔ)設(shè)施的黑客攻擊在主流媒體中更受關(guān)注，但針對關(guān)鍵天基技術(shù)的顯著網(wǎng)絡(luò)攻擊事件也屢見不鮮。隨著美國、俄羅斯和印度加速爭奪太空主導(dǎo)地位，這場競賽的賭注已攀升至前所未有的高度。

今年，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）頻繁遭遇網(wǎng)絡(luò)攻擊。2022年，SpaceX的星鏈（Starlink）衛(wèi)星系統(tǒng)遭受黑客攻擊，埃隆·馬斯克（Elon Musk）指責(zé)俄羅斯發(fā)動了這些攻擊，而這些衛(wèi)星此前正被用于支援烏克蘭。

2023年8月，美國政府發(fā)布警告稱，俄羅斯間諜試圖竊取SpaceX、藍(lán)色起源等公司的敏感技術(shù)和數(shù)據(jù)。凱茲梅利克對此評論道：“像俄羅斯這樣的國家將美國的太空資產(chǎn)視為目標(biāo)，企圖破壞任務(wù)或盜取知識產(chǎn)權(quán)，這不僅可能損害太空任務(wù)，還會使美國在技術(shù)上失去優(yōu)勢?！?/p>

天基系統(tǒng)正日益成為地球上關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的支撐，而任何針對這些系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊都可能對國家安全和經(jīng)濟(jì)利益造成嚴(yán)重影響。值得注意的是，去年美國政府曾特意允許黑客入侵一顆政府衛(wèi)星，以此測試潛在的安全漏洞，這些漏洞可能被其他國家所利用。

美國政府問責(zé)局的拉塞爾表示：“當(dāng)前進(jìn)行的太空競賽及其相關(guān)技術(shù)將繼續(xù)面臨類似2022年針對Viasat的網(wǎng)絡(luò)攻擊那樣的威脅?！边@起攻擊事件被美國和英國情報機(jī)構(gòu)歸因于俄羅斯在烏克蘭戰(zhàn)爭中的行動。

科技巨頭的天基云

為應(yīng)對日益復(fù)雜的太空網(wǎng)絡(luò)安全威脅，私營公司與政府部門需通力合作，充分利用各種網(wǎng)絡(luò)安全工具，包括加密技術(shù)、入侵檢測系統(tǒng)，并加強(qiáng)與網(wǎng)絡(luò)安全與基礎(chǔ)設(shè)施安全局等政府機(jī)構(gòu)的合作，通過情報共享和協(xié)調(diào)防御實現(xiàn)更高效的保護(hù)。凱茲梅利克指出：“這些合作還應(yīng)包括為太空系統(tǒng)量身定制網(wǎng)絡(luò)安全框架的開發(fā)。”

與此同時，硅谷的科技公司在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，特別是在保護(hù)太空技術(shù)方面。微軟、亞馬遜、谷歌和英偉達(dá)等企業(yè)憑借其豐富資源和先進(jìn)的技術(shù)能力，已成為美國太空部隊與國防部的重要合作伙伴。

微軟作為空間信息共享與分析中心的創(chuàng)始成員之一，一直積極參與相關(guān)工作。微軟發(fā)言人在一份聲明中表示：“微軟已與美國太空部隊合作，支持其向全數(shù)字化服務(wù)的轉(zhuǎn)型，通過引入尖端技術(shù)，確保太空部隊守護(hù)者能夠應(yīng)對天基沖突的挑戰(zhàn)?！备鶕?jù)一份價值1980萬美元的合同，微軟為太空部隊任務(wù)提供Azure云計算基礎(chǔ)設(shè)施、模擬技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實及數(shù)據(jù)管理工具，全方位支持并保護(hù)其廣泛的任務(wù)目標(biāo)。

谷歌云、亞馬遜AWS以及國防承包商通用動力公司也通過其云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，為衛(wèi)星和太空任務(wù)生成和處理的大量數(shù)據(jù)提供存儲與分析支持。而英偉達(dá)則憑借其強(qiáng)大的GPU和人工智能芯片，在衛(wèi)星圖像處理、異常檢測以及預(yù)測分析方面發(fā)揮了重要作用。朗斯坦指出，這些技術(shù)能夠顯著提升太空任務(wù)的效率和可靠性。

然而，朗斯坦同時警告稱，對技術(shù)的過度依賴可能帶來潛在風(fēng)險?！白詣踊到y(tǒng)如果出現(xiàn)單點(diǎn)故障，可能導(dǎo)致整個任務(wù)失敗，”他解釋道?！按送猓^度依賴技術(shù)可能讓操作員的技能退化。如果沒有定期訓(xùn)練，操作員在面對緊急情況或系統(tǒng)故障時，可能難以勝任手動操作的需求?！?/p>

他進(jìn)一步補(bǔ)充道：“在太空任務(wù)中，我們必須平衡技術(shù)的優(yōu)勢與其潛在風(fēng)險，確保任務(wù)的安全性和可靠性?！保ㄐ⌒。?/p>

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