Satellitkluster SpaceX Starlink har fått fler och fler rubriker på sistone när det fortsätter att lägga till satelliter i en hisnande takt. Mycket av denna belysning i nyheterna har fokuserat på hur den påverkar skybevakare och hur den kan gynna människor i avlägsna områden. Men tekniska detaljer är viktiga, och blogg Casey Handmer diskuterade nyligen en av de viktigaste aspekterna av hur Starlink faktiskt fungerar – vad kommer det att göra med sin data?
I nätverksjargong kvantiseras data till "paket", som är uppsättningar av ettor och nollor som datorer förstår. När det gäller Starlink kommer dessa paket att sändas mellan markstationer och en serie satelliter placerade i 9 separata jordbanor. Varje omloppsbana kommer att innehålla flera satelliter, och varje satellits täckningsområde kommer att överlappa med satelliter i norr och söder. När konstellationen är helt bildad kommer varje meter på jorden att täckas av minst två Starlink-satelliter.
Framtida versioner av satelliterna kommer att använda lasrar för att kommunicera med varandra. Men för närvarande kommer de att behöva använda markstationer för att kommunicera med andra satelliter. Därför kommer ett stort antal paket att sändas mellan satelliter, markstationer och slutanvändarterminaler. Informationen som beskriver en sådan invecklad väg för varje paket måste lagras någonstans. Denna plats kallas "metadata".
Metadata används vanligtvis för att beteckna delar av ett datapaket som inte innehåller den faktiska information som överförs. De innehåller information som paketets längd, avreseort och destination. Kanske är denna data mer värdefull än innehållet i de flesta paket. Detta gör det möjligt för den intresserade parten att se vem som är kopplad till vem, när de kommunicerade och hur mycket information som delades.
Som sådan är integritet central för alla system som hoppas kunna bli ryggraden i Internet. Detta säkerhetssystem skulle behöva ta itu med många potentiella problem, inklusive satelliterna själva som potentiellt spelar in data, eller en angripare som avlyssnar strålarna som används för att kommunicera mellan satelliten och markstationen. Kryptering kan lösa vissa av dessa problem, som paketavlyssning, men kommer inte att lösa andra, som att FBI tvingar SpaceX att logga trafik från en viss Starlink-användare.
I sin blogg diskuterar Casey problemet från grunden, och beskriver ett system som ger ett minimum av information vid varje steg i paketdirigeringsprocessen. Detta förenklade system skulle behöva ta hänsyn till saker som satellitrörelser, satellitförluster och en mängd andra möjliga komplikationer, men i huvudsak kan det fungera. Casey beräknade att åtminstone en router (eller satellit) bara kan komma åt 2-3 bitar av information, vilket är ganska enkelt att skicka ett paket och bevara dess integritet.
Exemplet han använder för att demonstrera denna förenklade metod beskriver ett paket som går från Los Angeles till New York. Den första satelliten har helt enkelt en bit som indikerar att den ska sända paketet "nordost". Data som identifierar dess ursprungliga plats tas sedan bort från paketet, och ny information som visar riktningen för nästa satellit avslöjas i samma 2-3 bitars utrymme. Den mottagande satelliten vet helt enkelt att paketet kom från sydväst, hur långt paketet är och att den också behöver sända paketet mot nordost. Denna förenklade riktningsförmåga bibehålls tills den sista satelliten sänder informationen till markstationen, som sedan kan vidarebefordra paketet till slutanvändaren i New York.
Denna förenklade målinriktning skulle kunna kombineras med en annan anti-intrångsmetod som kallas ett "manipuleringssystem". I Caseys exempel finns det två separata nycklar - en för "tid" och en för "mellanrum". Varje nyckel, som krävs till och med för att komma åt paketmetadata, kommer att vara giltig under en mycket kort tidsperiod och kommer att uppdateras ständigt beroende på satelliternas geofysiska placering och den tid då paketet togs emot. Även med en nyckel, om någon lyckas fånga upp paketet, kommer nyckeln att förfalla inom en sekund och paketet kommer att vara värdelöst.
Detaljer om hur systemet fungerar exakt kan ses på Caseys blogg. Det finns ingen garanti för att SpaceX kommer att implementera en sådan lösning, och som Casey själv säger, "Jag har inte arbetat med just det här problemet på flera år." Men lösningen han presenterar är elegant och skulle potentiellt kunna eliminera några av de integritetsproblem som kan komma med territoriet för alla globala ömsesidigt beroende rymdnätverk. Åtminstone kan en diskussion om hur man löser sekretess- och effektivitetsproblemet ge Starlink ännu mer tid i rampljuset.
Förresten, SpaceX VD Elon Musk sa att testning av Starlink satellitinternet i Europa kommer att påbörjas ungefär i februari-mars 2021, han meddelade detta på sin Twitter-sida.
Så fort vi får landets godkännande. Detta krävs för varje land individuellt, eftersom det inte finns något EU-omfattande godkännandesystem. Börjar förmodligen få slutgiltiga (det finns många steg) godkännanden runt feb/mars.
- Elon Musk (@elonmusk) November 2, 2020
Weed noterade att för att lansera Starlink måste företaget få tillstånd i varje enskilt land, eftersom det ännu inte finns någon gemensam europeisk praxis för att reglera sådana frågor.
Läs också:
Jag föreslår att du redigerar "...hur påverkar det himmelälskare..." till ett smalare och mer exakt "...hur påverkar det stjärnhimmelälskare...".
Tack för uppmärksamheten