KW 28

Cyberkriminalität: Sicherheit für Satelliten

© Thales / BlackSky Next-Generation Satellites
© Thales / BlackSky Next-Generation Satellites
Rund 2.000 Satelliten befinden sich derzeit im All. Sie erforschen die Erdatmosphäre, machen Kommunikation via Handy und Internet möglich und navigieren Autos und Menschen an ihr Ziel. Die Dienste sind aus unserem heutigen Alltag nicht mehr wegzudenken. Satelliten zählen längst zu einer kritischen Infrastruktur. Die SYSGO AG aus Klein-Winternheim bei Mainz in Rheinland-Pfalz entwickelt Technologien, um noch besser vor illegalen Handlungen im industriellen Computer- und Telekommunikationsbereich geschützt zu sein.

Damit ein Satellit seine Aufgaben erfüllen kann, ist er meist mit mehreren Computern und entsprechender Software ausgestattet. Eine Anwendung bedient etwa Sensoren, um Wetterdaten einzulesen und zu verarbeiten. Eine andere Software steuert Roboterarme. Und eine weitere navigiert den Satelliten durchs Weltall.

Wie jede andere Software auch, können solche Anwendungen potenziell anfällig für Sicherheitslücken sein, die von böswilligen Hackern (Cracker) benutzt werden mit dem Ziel, den Satelliten zu übernehmen. Diese Gefahr ist noch relativ jung: Bis vor rund 20 Jahren war die Zahl an Satelliten gering, die Möglichkeiten zur Fremdübernahme beschränkt. Sicherheit war ein Randthema. Heute sind Satelliten ohne eine Absicherung gegen solche Attacken nicht mehr denkbar, weil das dafür benötigte Wissen mit entsprechenden Technologien sehr einfach am Markt zu erwerben ist. Eine Folge ist, dass durch die verheerenden Effekte solche Attacken mehr und mehr Teil einer modernen Kriegsführung werden können.

Die möglichen Gefahren sind vielfältig. Unbefugte könnten in die Kommunikationssoftware eindringen, diese manipulieren und so einen Ausfall erzwingen. Sie könnten aber auch die Steuerung übernehmen und den Himmelskörper gezielt zum Absturz bringen. Von besonderer Bedeutung ist zudem die zunehmende Vernetzung von mehreren Satelliten oder gar Satellitenschwärmen. Es muss also verhindert werden, dass Unbefugte Zugriff auf einen Satelliten erhalten und so den kompletten Schwarm manipulieren können. Zudem ist es wichtig, dass die auf einem Satelliten verarbeiteten Daten geschützt sind.

Das Satellitenbetriebssystem

Hier kommt die SYSGO AG ins Spiel. Das Unternehmen entwickelt seit 1999 ein Betriebssystem für sicherheitskritische Anwendungen: PikeOS. Vereinfacht könnte man sich das wie ein „normales“ Betriebssystem wie Linux vorstellen, das speziell für die extrem hohen Anforderungen im Weltall, etwa im Hinblick auf Sicherheit und Zertifizierung, entwickelt wurde. Bei der Entwicklung von PikeOS achtete man schon vor der ersten Codezeile darauf, jederzeit den extrem hohen Anforderungen in der Luft- und Raumfahrt gerecht zu werden. Und im Rahmen des OBC-SA Projektes wird PikeOS auf dem gleichnamigen Computersystem, das in einer Kollaboration von Airbus und Fraunhofer Fokus entwickelt wird, einsatzfähig gemacht.

Der Kerngedanke: Alle Anwendungen des Satelliten laufen auf einem Computer, sind aber streng voneinander getrennt. So wird – neben dem Schutz der verschiedenen Anwendungen selbst – zusätzlich verhindert, dass sich Externe etwa in die Software für Wetterbeobachtung hacken und von dort, ohne großen Aufwand, in die Steuerung des Satelliten gelangen und ihn zum Absturz bringen. Gerade in Zeiten zunehmender Vernetzung ist dies ein großes Thema. Um einen ähnlichen Schutz zu erreichen, müssen die Anwendungen bislang auf mehreren, physisch getrennten Rechner laufen. Da mit dem SYSGO-Projekt nur noch ein einziger Computer benötigt wird, werden damit zusätzlich zum Sicherheitsaspekt auch Kosten und Gewicht eingespart.

Software von der Stange

Ziel des Projektes ist ein Computer inklusive Software, der von Anwendern quasi „von der Stange“ gekauft und dann für vielfältige Zwecke konfektioniert und eingesetzt werden kann. So ist die Sicherheitslösung auch für die astronautische Raumfahrt und sogar für den Einsatz auf der ISS geeignet, wo nochmals deutlich höhere Sicherheitsanforderungen gelten als für einen Satelliten.

OBC-SA ist ein Gemeinschaftsprojekt mit den Partnern Airbus und dem Fraunhofer-Institut für offene Kommunikationssysteme. Die genannten Partner entwickeln die Hardware, also den eigentlichen Computer, der aufgrund des Einsatzes im All besonders widerstandsfähig z.B. gegen Strahlung sein muss.

Aktuell werden die Systeme integriert und im Laufe des verbleibenden Jahres sind Umwelttests geplant. Das Projekt läuft bis Ende 2018.