Um experimento compacto com o objetivo de aumentar a segurança cibernética para futuras missões espaciais está operacional no módulo Columbus da Estação Espacial Internacional da Europa, rodando em parte em um computador Raspberry Pi Zero custando apenas alguns euros.

"Nosso experimento CryptIC está testando soluções tecnológicas para tornar a comunicação segura baseada em criptografia viável até mesmo para as menores missões espaciais, "explica o engenheiro de garantia de produto de software da ESA, Emmanuel Lesser." Isso é comum na Terra, usando, por exemplo, criptografia simétrica em que ambos os lados do link de comunicação compartilham a mesma chave de criptografia.

"Em órbita, o problema é que os efeitos da radiação no espaço podem comprometer a chave na memória do computador, causando 'bit-flips". Isso interrompe a comunicação, já que a chave no solo e a do espaço não coincidem mais. Até agora, esse tinha sido um problema que exigia dispositivos endurecidos radicais dedicados e caros para ser superado. "

Os satélites na órbita da Terra podem ser fisicamente remotos, mas ainda potencialmente vulnerável a hackers. Até recentemente, a maioria dos sinais de satélite ficava sem criptografia, e isso permanece verdadeiro para muitos dos menores, tipos de missão mais baratos, como CubeSats em miniatura

Mas, como os serviços fornecidos por satélites de todos os tamanhos constituem um elemento crescente da vida cotidiana, o interesse na segurança cibernética por satélite está crescendo, e um foco da nova Estratégia de Tecnologia da ESA para o Conselho Ministerial Space19 + de novembro.

Críptico, ou Cryptography ICE Cube, - a caixa bege na parte superior da imagem, tem sido um desenvolvimento de baixo custo, desenvolvido internamente pela seção de Garantia de Produto de Software da ESA e transportado na ISS como parte do serviço de Experimentos Comerciais Internacionais - abreviatura de ICE Cubes. ICE Cubes oferecem rápido, acesso simples e acessível para pesquisas e experimentos de tecnologia em microgravidade usando cubos compactos. CryptIC mede apenas 10x10x10 cm.

"A maior parte do experimento depende de um computador Raspberry Pi Zero padrão, "acrescenta Emmanuel." Este hardware barato está mais ou menos voando exatamente como o compramos; a única diferença é que ele teve que ser coberto com um revestimento plástico "conformal", para cumprir os requisitos de segurança padrão da ISS. "

O experimento orbital é operado simplesmente através de um laptop no centro técnico ESTEC da ESA na Holanda, encaminhado por meio do operador ICE Cubes, Serviços de Aplicações Espaciais em Bruxelas.

"Estamos testando duas abordagens relacionadas ao problema de criptografia para sistemas não endurecidos, "explica o Estagiário de Jovens Graduados da ESA, Lukas Armborst." O primeiro é um método de troca da chave de criptografia se ela for corrompida. Isso precisa ser feito de maneira segura e confiável, para restaurar o link seguro muito rapidamente. Isso se baseia em uma chave de base secundária de fallback, que é conectado ao hardware para que não possa ser comprometido. Contudo, esta solução de hardware só pode ser feita para um número limitado de chaves, reduzindo a flexibilidade.

“O segundo é uma abordagem experimental de reconfiguração de hardware que pode se recuperar rapidamente se a chave de criptografia for comprometida por 'bit flips' de memória acionada por radiação. Vários núcleos de microprocessadores estão dentro do CryptIC como personalizáveis, matrizes de portas programáveis ​​em campo (FPGAs), em vez de chips de computador fixos. Esses núcleos são cópias redundantes da mesma funcionalidade. De acordo, se um núcleo falhar, outro pode intervir, enquanto o núcleo defeituoso recarrega sua configuração, assim se reparando. "

Além disso, a carga útil carrega um dosímetro compacto de 'porta flutuante' para medir os níveis de radiação co-desenvolvido pelo CERN, a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, como parte de um acordo de cooperação mais amplo

E como uma carga útil de convidado, várias memórias flash de computador estão sendo avaliadas por seu desempenho orbital, uma versão subsequente da experiência "Chimera" da ESA que voou no GomX-4B CubeSat do ano passado.

O experimento teve seu teste de compatibilidade eletromagnética exigido pelo ISS realizado no Laboratório de EMC do ESTEC.

"CryptIC concluiu o comissionamento e já está retornando dados de radiação, sendo compartilhado com nossos colegas do CERN, "acrescenta Emmanuel." Nosso teste de criptografia está definido para começar em algumas semanas, uma vez que automatizamos o processo operacional, e deve funcionar continuamente por pelo menos um ano. "