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Costellazioni di satelliti LEO per connettere l’inconnettibile: benefici e criticità

Autore: Olivia Terragni
Data Pubblicazione: 09/07/2022

Satelliti LEO – Low Earth Orbit [orbita terrestre bassa] – ultimamente se ne parla sempre di più utilizzando il termine costellazioni, che ne prevede l’utilizzo coordinato o sincronizzato: si tratta di sistemi satellitari utilizzati nelle telecomunicazioni che orbitano da un centinaio di chilometri fino a 2000 km sopra la Terra, con una rotazione più veloce del nostro pianeta, che compiono un giro completo in 90 minuti circa. I satelliti LEO vengono utilizzati per per le comunicazioni e i sistemi satellitari di telerilevamento con lo speciale compito fornire alle aree sottosviluppate servizi telefonici satellitari dove spesso è impossibile implementare linee di terra.

Secondo DEWESoft i satelliti LEO sono attualmente più di 3000 ma non stiamo parlando di nulla di nuovo: negli anni ’90 infatti diverse azienda, tra cui Globalstar, Iridium, Odyssey e Teledesic, avevano grandi piani per questa tecnologia, ma per gli alti costi e la domanda limitata, hanno rinunciato. 

Ora però, grazie all’innovazione continua e alla corsa allo spazio, i LEO sono tornati alla ribalta, soprattutto laddove si lavora per garantire l’accesso ad Internet a tutti, anche laddove oggi sembrerebbe impossibile. I progressi nella tecnologia spaziale hanno consentito ai satelliti in orbita terrestre bassa (LEO) di fornire un accesso a Internet più veloce e con una capacità maggiore.

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Chi vede in questo il loro potenziale è l’Internet Society, che sta lavorando per colmare il divario digitale nelle regioni sottosviluppate e rurali, per rendere Internet più veloce, più economico e più affidabile ma è anche consapevole dei rischi. 

Il Low Earth Orbit Satellites project – condiviso con la comunità dell’Internet Society –  sta esaminando i pro e i contro dei LEO per colmare i divari digitali, per arrivare ad una presa di posizione al riguardo.

Orbita LEO: le criticità attuali

Quali sono le criticità? Oltre che creare nuovi problemi di sicurezza e privacy, a cui si aggiunge  il pericolo di un accesso Internet in mano a pochi, c’è chi teme per i detriti non tracciati che porterebbero regolarmente a collisioni in orbita potenzialmente pericolose a causa del gran numero di satelliti all’interno dei gusci orbitali di mega costellazioni.

Non meno importante è sottolineare che c’è chi afferma che l’alto numero di LEO previsti non sia del tutto sostenibile, sostenendo che le costellazioni di satellite non solo affolleranno l’orbita terrestre interferendo con le osservazioni astronomiche ma bisogna calcolare anche il loro impatto ambientale. Ultimo ma non meno importante: una volta in orbita se non dismessi molti di questi satelliti potrebbero rimanere nello spazio per centinaia di anni. 

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I satelliti possono essere hackerati

satelliti meme

Si, i satelliti possono essere hackerati. Lo spazio è la prossima frontiera, ma è anche un potenziale campo di battaglia che mette in luce le sfide alla sicurezza, dato che i dati sono bersagli interessanti per vari tipi di criminali informatici. Se qualcuno avesse la capacità di violare uno di questi sistemi potrebbe causare danni alla vita umana. Per questo non solo ricercatori indipendenti ma anche le forze militari hanno sempre cercato di trovare le potenziali vulnerabilità dei satelliti in orbita. Uno dei problemi relativi al ciclo di vita di un satellite ad esempio è emerso durante la conferenza ShmooCon a Washington: in base a ciò che racconta Wired un ricercatore – Karl Koscher – è riuscito a prendere il controllo del satellite canadese Anik F1R lanciato in orbita nel 2005 mentre si trovava nella sua orbita cimitero. Per cui esiste una vulnerabilità nei satelliti dismessi, ma non ancora “morti” e raggiungibili che malintenzionati possano potenzialmente comunicare con i satelliti che sono stati dismessi e utilizzarli a proprio piacimento.

E questo lo abbiamo visto anche durante il conflitto Russia-Ucraina: dove la rete satellitare KA-SAT era stata presa di mira per interrompere il comando e il controllo delle comunicazioni militari e governative ucraine: ciò ha provocato danni collaterali ai servizi Internet e migliaia di modem in tutta l’Europa centrale hanno perso la connessione satellitare.

Anche se il satellite in questione non è stato compromesso, i sistemi satellitari hackerati quindi sono più vicini alla realtà ora di quanto si possa pensare. L’hacker in questo caso è riuscito a sfruttare un’errata configurazione in un dispositivo di rete privata virtuale, che fa parte di un sistema di terra, per ottenere l’accesso remoto alla rete dell’azienda che collegava il suo satellite KA-SAT e i modem dei clienti. L’intruso ha quindi inviato comandi a numerosi modem, che hanno sovrascritto i dati chiave nella memoria dei dispositivi e li hanno disabilitati. 

Bassa orbita terrestre: tensioni geopolitiche e pericoli correlati alla corsa allo spazio

Infine ci sono i governi, preoccupati della crescita di aziende volte a dominare Internet a livello globale con il rischio preventivo che l’accesso alle orbite terrestri basse diventi una questione diplomatica. Dunque la space economy è anche una corsa per dominare quello spazio riservato alle operazioni militari e alla raccolta di informazioni per scopi di sicurezza nazionale, in cui stanno crescendo le tensioni tra le grandi potenze tra cui USA, Russia e Cina. Una delle conseguenze – in assenza di cooperazione –  potrebbe essere la militarizzazione dello spazio,  l’aumento della spesa pubblica o la nascita di armi spaziali sempre più sofisticate, spionaggio e sorveglianza. 

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satellliti in orbita esa
Fonte: European Space Agency

L’area dell’orbita terrestre bassa sta diventando critica, anche per il fatto che non è stata ancora regolata dall’Unione internazionale delle telecomunicazioni ed è chiaro che con il crescere degli attori che operano nello spazio che potrebbero avere voce in capitolo nel panorama normativo vecchi attriti potrebbero riaccendersi se non gestiti in modo responsabile. Ancora, il crescente numero di satelliti che potrebbe portare ad eventuali collisioni e presenza di detriti potrebbero essere l’origine di nuove tensioni. 

Una recente pubblicazione su Nature del maggio 2021 avvisa dei pericoli correlati alla corsa allo spazio: le aziende infatti stanno mettendo in orbita satelliti a una frequenza senza precedenti per costruire “mega-costellazioni” di satelliti per le comunicazioni: in due anni, il numero di satelliti LEO “attivi e defunti” LEO è aumentato di oltre il 50%, a circa 5000 (al 30 marzo 2021). Starlink sta costruendo la sua mega-costellazione  composta da migliaia di LEO, e al tempo della pubblicazione aveva fatto richiesta alla Federal Communications Commission (FCC) per autorizzarne 30.000. 

Al riguardo il 3 Febbraio 2022, in un update Starlink ha affermato che 40 satelliti su 49 sono dovuti rientrare nell’atmosfera terrestre a causa di una tempesta geomagnetica. Tuttavia il team di Starlink ha garantito un sistema all’avanguardia nella mitigazione dei detriti in orbita: l’analisi preliminare ha dimostrato che i satelliti in deorbitazione non hanno comportato alcun rischio di collisione con altri satelliti, il che significa che non vengono creati detriti orbitali e nessuna parte del satellite ha colpito il suolo. 

satelliti leo starlink spacex

Ma la corsa allo spazio include anche altri attori, tra cui OneWeb, Amazon, Telesat e la cinese GW e come sottolineano gli autori del report scientifico – Aaron C. Boley e Michael Byers –  l’uso massiccio di alcune regione orbitali potrebbe portare ad escludere altri attori, violando il Trattato sullo spazio extra-atmosferico del 1967, inoltre non è da escludere che migliaia di satelliti in orbita rappresenti statisticamente la possibilità di eventuali e possibili guasti, collisioni e di una pianificazione errata.

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La soluzione sarebbe l’intervento di un organismo di vigilanza e l’urgenza della cooperazione internazionale.

“Tutte queste sfide potrebbero essere affrontate in modo coordinato attraverso un processo legislativo multilaterale, sia nelle Nazioni Unite, sia nell’Inter-Agency Debris Committee (IADC), o un processo ad hoc, piuttosto che in modo non coordinato attraverso diverse leggi nazionali. Indipendentemente dal forum legislativo, le mega-costellazioni richiedono un cambiamento di prospettive e politiche: dall’osservazione di singoli satelliti, alla valutazione di sistemi di migliaia di satelliti, e ciò all’interno della comprensione dei limiti dell’ambiente terrestre, comprese le sue orbite”.

[in: Satellite mega-constellations create risks in Low Earth Orbit, the atmosphere and on Earth].

Satelliti come armi cibernetiche 

Sulla scia dell’attacco informatico alla rete satellitare KA-SAT il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha avvisato gli operatori satellitari di alzare la guardia: gli attacchi da parte di criminali, terroristi e stati nazionali sono diventati più reali che mai. Pensiamo solo alla navigazione aerea globale che dipende fortemente dai sistemi satellitari:garantire che siano difesi da influenze esterne è una priorità. Ma non si tratta solo di attacchi informatici, ma anche di difendere i satelliti da missili terra-aria e dalla minaccia del jamming satellitare, una forma di attacco elettronico anti-satellite (ASAT) che può arrivare via mare, via terra o via aria. Nonostante quest’ultimo sia una forma di attacco reversibile, il jamming satellitare blocca per il tempo della sua azione il libero flusso di informazioni.

Il jamming è a tutti gli effetti una forma di attacco elettronico che ha lo scopo di interferire con lo spettro elettromagnetico, puoi approfondire l’argomento nell’articolo di Massimiliano Brolli: Cos’è la Guerra Elettronica (EW). La superiorità nello spettro elettromagnetico.