Lieber Zuschauer, dieser Untertitel wurde automatisch generiert von YouTube und dementsprechend (sehr) fehlerhaft. Wenn du kannst, hilf uns bitte gute Untertitel zu erstellen: https://c3subtitles.de/talk/2528 Danke!
[Musik]
unser nächster Sprecher ist
colipedia der macht was mit
Satelliten er fokussiert sich da auf
Protokolle wie die Satelliten mit dem
Boden sprechen und schaut sich so ein
bisschen an ob die das auch sicher
machen für den nächsten
Talk welche Sprachen sprechen Satelliten
colipedia
danke sehr ja willkommen hier bei dem
Talk auf dem wunderschönen Camp ganz
kurz Hintergrund zu mir ich habe
Technische Informatik studiert embeded
Systems und bin seit so 2017 im
sogenannten newpace Bereich
tätig programmierere da so den Onboard
Computer bei einer Firma die Boden die
Kommunikation zwischen Boden und
Satelliten und so low level Software und
dann auch so ein bisschen Krypto ähm war
bei bisher drei solit Missionen
beteiligt die letzte war im Juni 23 auf
dem Transporter 8 und wenn danach noch
Fragen s ich bin auf dem Event ihr
findet mich gerne beim ZAT oder könnt
mich anrufen deckt
2654 ja
kurze Übersicht
bei Satelliten unterscheidet man so
verschiedene Größen
und Massen da hat man zum einen die
cubesets als kleinstes das sind so z mal
10 x 10 cm Cubes Quader teilt mehrere
aneinander dann spricht man von 2U 6U
cubesets jeder von jeder Quader hat so
1,3 kg maximum da drüber sind die
micrets und die minisets so 10 bis 600
kg small Sets so bei 600 bis 1200 kg und
dann geht's da so schön weiter hoch
cubess dienen zur technologieerprobung
oder werden gerne von Universitäten
genutzt wenn die raumfahrtstudiengänge
haben und die studies halten Satelliten
bauen denn die sind halt schön klein die
sind relativ günstig und dann kann man
sie hochsenden
und Hardware von cubesets findet sich
auch teilweise in der
small bis minisat microsat Kategorie
denn diese Hardware ist auch kommerziell
erhältlich und relativ günstig kann gut
eingebaut
werden ja
die mittlere Kategorie wird gerne von
Firmen in sogenann newspace Bereich
gemacht
dass die sind meistens günstiger als der
sogenannte oldspace Bereich oldspace
werden so OHP Airbus und die bauen
Satelliten für die raumfahorganisation
oder Kommunikationssatelliten im
geostationären
Orbit uspace Bereich macht dann Sachen
und die auch die Universitäten
wesentlich günstiger nehmen auch gerne
mal commercial of the shelf Komponenten
also komen die man so im freienhel
findet wie gesagt ich schaue mir jetzt
wir schauen uns jetzt mal kurz so an was
denn für Protokolle die meistens benutzt
werden und das allererste ist das
Protokoll was sehr sehr oft bei den
cubeset genommen wird das ist das
cubeset Protokoll
m von der Universität entwickelt m wie
gesagt man findet das auch bei größeren
Satelliten gegebenenfalls wenn diese
halt so
kommunikationsequipment Einkaufen aus
dem Bereich es endelt sehr stark kann
spricht also direkt Gerben Geräte und
Applikationen auf dem satellitenbus an
und die einzige Authentifizierung die
man da hat also Krypto an sich nicht
groß drauf ist maximal hmmittel Char 1
also verschlüsselt sind die meistens
nicht es sei man baut da drauf noch auf
einer höheren Ebene sich extra
was das passiert aber nicht häufig der
andere große Block an Protokollen sind
die Protokolle die die ccsds erarbeitet
ccsds steht für consulttive Committee of
spaceed systems das eine Gruppe die die
meisten großen raumfahrorganisation
angehören oder mindestens beisitzen
erstellt also Kommunikationsstandards
für alles im spacebereich sei es von
Bodenstation zu Operation Setter
Satellit zu Satellit oder Bodens zu
Satellit
hier ist jetzt Maline kleine Übersicht
da drauf sortiert so nach dem OS
Layer wir haben in der physical layer
die AF Modulation Systems die dat Link
Layer teilt sich so auf in die Sync und
Channel coding Protokolle und da drüber
aufbauend die sogenannten space dat Link
Protokolle und in der nächsten Layer
hätten wir dann schon in der Network
Layer space protocol oder encapsulation
Service und oftmals hört da auch schon
auf bei den Satelliten die gehen
meistens nicht noch wesentlich höher von
den Protokollen eine Eigenheit von den
CCSS Protokollen ist dass man da viel
Legacy mitnehmen wollte
und sehr sehr viele Optionen in den
jeweiligen Protokollen hat die oftmals
auch nicht im spezifiziert sind das
heißt beide Seiten müssen sich bekannt
sein müssen wissen Header a wird noch
zusätzlich benötigt obwohl es im Header
der B der immer dabei ist nicht eine
Fleck gesetzt ist die ist existiert
einfach nicht
m genau
ja wenn wir ganz unten anschau anfangen
in der OS Layer 1 also physical dann
haben wir da das AF und Modulation
Systems Standard
der ist relativ locker gehalten der
unterhält sich der spricht vor allem
Empfehlungen aus was Frequenzen aus
angeht die Nutzung von diesen Frequenzen
modulationstechniken und
sendestärken interessant wird aus meiner
Sicht eins D drüber
wenn wir in der OSI Layer 2 sind und bei
den TC syn und Chanel coding anfangen
diese TC Sync und Chanel coding
Protokolle kümmern sich grundsätzlich um
die vorwärtsfehlerkorrektur also forward
eror correction und packen auch gerne
mal Malin synkmarker vor und nach
Datenblöcken rein damit man sie diese
Datenblöcke von dem Rauschen besser
unterscheiden kann und oft spezifizieren
Sie auch
ID pattern das heißt wenn Funkgerät
jetzt an ist und was raussendet aber
keine Realdaten von dem Mastergerät
kommen dann werden Eide Daten rausgewt
und das dain auch spezifiziert bei dem
sogenannten TC synchron ch coding
Protokoll das der ablink TC ist immer so
der Abkürzung für telecommand also
Kommandos vom Boden an den Satelliten
ähm sehen wir hier haben wir so zwei
Balken denn das kann entweder mit dem
BCH coding passieren oder mit den ldcp
coding
ist allerdings reincoding
Authentifizierung ist hier
nichts im Downlink haben wir dafür das
TM syon Channel coding Protokoll TM für
telemetry ist immer von oben vom Satz zu
gr ist sehr equivalent aufgebaut zu dem
TC sy und CH coding unterscheidet sich
noch ein bisschen davon da TM und
TC von der Struktur sich gerne
unterscheiden TC
telecommand Kommandos sind
oftmals nicht fixed size Kommandos
sondern haben eine variable Länge in den
Paketen da wird also nicht gepaddet oder
so während TM oftmals fix size ist
gegebenenfalls wird gepaddet und darauf
optimieren dann diese sy und Chanel
coding Protokolle auch und deswegen
gibt's da unterschiedliche
von
wenn wir da jetzt eins höher gehen in
die osilayer 2 weiterhin in dieser
osilayer 2 haben wir da wie angesprochen
die Space data links Protokolle diese
generieren sogenannte Transfer Frames da
fängt dann auch schon an dass man jetzt
Satelliten identifizieren können
spacecrafts haben so eine genannte
spacecraft ID die wird von Asana unter
verteilt die kann man da nachschlagen
und dann sieht man die welche IDs auf
welcher Frequenz dann ein gewisser
Satellit nutzt und kann die daran sehr
gut identifizieren auch wenn
verschiedene satellen die gleichen
Frequenzen
nutzen dieses diese Protokolle dieses B
dat Link Protokolle dienen jetzt dazu
dass man einen physikalischen channer
also eine Frequenz aufteilt und in in
virtuelle
Kanäle und da dann auch schon anfangen
kann gewisse Funktionalitäten
auseinander zu klamüsern
beispielsweise macht man gerne das ein
so wirtu Channel alle satellitenbus
Telekom enthält und an anderer die für
die payload also für die Sensorik wenn
einem das nicht ausrecht wenn man viel
klein kleinteiler gesen möchte kann man
das auch erweitern und dann noch weitere
IDs über Multiplex Chanel Access Point
IDs
nutzen eine weitere Option hier ist dass
man sich entscheiden kann pro virtuellen
Kanal ob man eine Sicherstellung haben
möchte dass alle Frames oben erhalten
werden oder ob man FE auf vergett macht
das ist die sogenannte Cop 1 die commun
sehr simpel gehalten der Satellit sagt
einfach was ist mein letztes Erhaltes
Paket und die Bodenstation sieht schon
ob das jetzt passt oder ob man noch mal
was neu senden
muss man kann auch hinten noch einen
weiteren CC anhängen so ein Frame error
control Fed ist dann noch das alles so
optional genauso optional ist es ob man
jetzt Security Header und Security
Trelle einut das ist jetzt die Idee dass
man dort optional das sp Link Security
Protokoll anwendet was sich jetzt
wirklich hier auf Transp Layer mal um
Authentifizierung gegebenenfalls
encryption kümmern würde da gehen wir
ein bisschen später noch mal genauer
drauf
ein parallel dafür für ein Downlink gibt
das das TM spaceing Protokoll das sieht
wieder sehr ähnlich aus wie angedeutet
Unterschied ist dass wir hier fixed size
Transfer Frames haben das heißt die
haben alle die gleiche Länge auf dem
gleichen physikalischen Kanal und
wir haben jetzt hier noch optional das
dies operational control field das ist
immer plane und da sind Informationen
gegebenenfalls drin ob der Satellit z.B
Signal von der Bodenstation schon
empfangen hat das hilft dabei wenn jetzt
die Bodenstation nicht krypt Keys hat
sondern nur operation center aber wissen
möchte e passt das jetzt mit dem ablink
ist das Signal denn angekommen dann
sehen wir das sofort unabhängig davon ob
ob das Operation Control Center jetzt
ein Commando hochgesendet hat oder nicht
äh man kann darüber auch gegebenenfalls
Informationen über das Kryptosystem
runtersenden da kann z.B drin stehen
dass über einem virtuellen Chanel Paket
verworfen worden ist das ist so ein
bisschen optional was man so reinpackt
und es muss auch nicht genau zu dem
virtuellen Chanel gehören zu dem da der
der der transferfm jetzt
gehörte dann reicht das irgendwann mal
nicht aus und CCSS hat das sogenannte
advance Orbit System SP Link protocol
aos spaceink Protokoll entworfen das
kann man sowohl in up oder Downlink
nutzen und das hat auch arbeitet auch
wieder mit einer festen Größe der
Transfer Frames und dien zum Transfer
von größeren oder komplexeren Paketen
z.B payloot Daten wie Fotos von von von
der
Erdoberfläche die haben dann zusätzlich
noch so ein weiteren Header hier vorne
so eine Transfer Frame Installation auch
wieder immer wenn voran immer komplett
PLE und sichtbar und ist jetzt eine
Möglichkeit analog zu dem Operation
control field eine
missionsspezifische public information
da so mit reinzuwerfen inen
Frame ist also einfach nur ein weiteres
Datenfeld was immer außerhalb des
standarddatenfelds ist und so periodisch
sten
runtersendet und ganz ganz neu also
wirklich druckfrisch von 2020 oder
2019 ist jetzt das unified space dat
Link Protokoll entstanden we jetzt
langsam ein bisschen viel wurde mit dem
mit dem verschiedenen Protokollen haben
gesagt wir nehmen jetzt die Lehren von
all diesen drei Protokollen und packen
die in eins und ersetzen zukünftig mal
hoffentlich TC TM und aos Protokolle man
sieht nämlich jetzt auch hier dass die
ganzen optionalen Header und Trailer
hier von den allen vorerigen drei
Protokollen hier auch enthalten sind
wird aber bisher sehr wenig genutzt auf
dem sah Registrie habe ich aktuell drei
Missionen gesehen die das angemeldet
haben die auch nicht unbedingt alle
schon gestartet
sind eine Besonderheit hier ist dass man
jetzt endlich auch im Downlink varable
sized packets hat und auch
große Pakete runter senden kann denn die
anderen Protokolle kommen an ihr Ende
wenn man anfängt optische
kommunikationslinks einzusenden also mit
Laser runter dann hat man sehr hohe
Datenraten und das passt dann mit den
die Pakete sind zu klein als dass man da
vernünftig Daten runter kriegt viel zu
viel
Overhead ja wenn jetzt ein Layer hoch
geht was wirft man diese spaceedata Link
Protokolle rein eine Möglichkeit ist
Pakete vom exapulation Service die Space
dat Link Protokolle wie gesagt haben
gegebenenfalls eine fix size das heißt
wenn ich was ein größeres Paket hab mus
ich das Aufteilen dafür dient dieser
capsulation Service man schmeißt dann
Header vor sagt wie groß das Paketchen
dainter ist und packt das rein und es
ist auch der einzige Weg wenn man jetzt
komplette CCS CS Compliance haben
möchte nicht ccscs Protokolle da so mit
reinsieben da muss man
dieation Service reinwerden capation
package draus machen und dann kann man
das reinmachen ähm z.B IP kann darüber
laufen also es gibt eine Spezifikation
wie man darüber jetzt IP laufen lässt
und dann hat man eine IP-Verbindung zum
Satelliten
ähm oder man schmeißt ein proprietäres
Protokoll rein
damit kann man auch potentiell mehrere
Protokolle auf dem gleichen wirtuelen
Kanal laufen lassen eine andere
Möglichkeit ist
man bleibt in der Kommandostruktur
komplett in CCSS und dann hat man das
Space Packet Protocoll das ist ein sehr
sehr simples busbasiertes Protokoll hat
vorne vor allem eine Application ID und
ein Feld für eine Datenlänge und dann
großes Datenfeld und die Application ID
kann jetzt entweder ein subgerät auf de
Satelliten identifizieren oder einen
Service von einem Gerät und man kann ein
bisschen Routing auf de satellitenbus
betreiben die dahinschieben und dann
kann die User datata F ausgelesen werden
und die kommandodaten daraus generiert
werden
genau jetzt habe ich bei den
verschiedenen Sachen so das Space dat
Link security Protokoll erwähnt oder so
ein bisschen angeworfen das ist wie
gesagt optional ob das eingesetzt wird
und ist die Möglichkeit jetzt auf der
Transport Layer Authentifizierung
Verschlüsselung oder authentifizierte
Verschlüsselung einzusetzen ansich
bietet es nur den standardisierten Weg
die Parameter die ein gewisser
Algorithmus braucht zum zur anderen zur
Gegenseite zu schieben
beispielsweise
einen
inialisierungsvektor es hat vorne auch
eine Security Parameter Index ist immer
ganz interessant denn das identifiziert
dann eindeutig eine sicher sogenannte
sicherheitsinstanz beispielsweise wenn
man jetzt sagt man hat jetzt hier
telecommands über einen virtuellen Kanal
und die nutzen immer die Security
peramet Index 4 weiß man das n und das
dahinter ist verschlüsselt weiß man
immer es ist immer der gleiche Schlüssel
der für den dahinteren Teil genutzt
worden ist denn ein Schlüssel ist dann
gehört
ein eindeutig zu einem Security
Parameter Index aber wie gesagt das
komplett den Nutzer überlassen ob man
jetzt verschlüsselt authentifiziert oder
gar nichts macht oder beides macht und
auch was man überhaupt verschlüssel und
authentifiziert na okay verschlüsselt
wenn dann die Daten dahinter die anderen
Header sind alle dann plain es gibt ein
paar Empfehlungen vom
ccsds die klare Empfehlung ist dass man
entweder anzah von Schlüsseln so viele
wie man für die missionslänge benötigt V
Start auf den Satelliten brennt also D
nie ein Schlüsselaustausch macht oder
dass man ein Master Schlüssel hat der
nur dazu dient Session Schlüssel zu
setzen das heißt Einschlüsse vorladen
und jetzt habe ich hier einen virtuellen
Channel möchte da jetzt anfangen zu
verschlüssel zu sprechen ich nutze ein
Kommando was mit dem Master Schlüssel
auentifiziert und hoffentlich auch
verschlüsselt ist um einen neuen
Schlüssel auf den Satelliten hochzuladen
es wird explizit gegen Sachen wie def
empfohlen machen auch sehr
wenige man sagt nämlich die seigen zu
geringe Datenraten V oder zum Satelliten
es sein unzuverlässiger Kontakt zum
Satelliten und es ist kein Techniker vor
Ort bei
Fehlern und entsprechend sieht man das
auch sehr selten weil diese Standards
Hal explizit davon
abraten das leitet jetzt auch direkt zu
so problematischen Praktiken myen die
sich in dem spacebereich so da dadurch
oder insgesamt an Heim gefunden haben
oder die diese Empfehlung auch zu diesen
Empfehlungen auchfführen
z.B in der Leop Phase das ist die Phase
direkt nachdem man Satelliten gestartet
hat und der jetzt rausgeworfen ist aus
dem Satelliten aus der Rakete und man
ihn jetzt anfängt den Betrieb zu nehmen
die ersten Geräte ruchtfern und aufhört
dass er sich dreht unkontrolliert dreht
mal schon in Betrieb nimmt halt das
passiert oft unverschlüsselt und
gegebenfalls sogar unauthentifiziert den
fragt man ja ein paar Bits und wenn er
sich stark dreht und man schlechten K
hat dann sind die Kommandos halt kürzer
und dann kommen sie besser
durch modernen Equipment ist das aber
ans sich kein Problem selbst wenn man
eine moderate Drehrate hat die die 20
Bytes oder so oder die 40 Bytes die
vielleicht ein Security Deck braucht zur
Authentifizierung die kriegt man noch
unter wird aber halt gerne weggelassen
aus historischen Gründen und weil man
halt das schon immer so gemacht hat
ähm dann habe ich schon angesprecht dass
die
Standards ja so ein paar interessante
Ideen haben z.B implizieren Sie auch
dass es nicht schützenswerte Daten gibt
ich habe gesagt die spaceed Link
Security Protokoll ist komplett optional
das heißt auch wir müssen es nicht immer
anwenden und es ist auch so komplett
optional ob man verschlüsselt oder
aentifiziert oder beides macht das heißt
manche Daten sind wertvoller als andere
und wir machen nur bei
manchen aus dem Internetbereich weiß man
vielleicht man vielleicht einfach bei
allen machen sollte und da jetzt nicht
groß auswählen sollte denn auch
Telemetrie im Downlink ist auch schon
interessant über zum Status von
Satelliten ja auch herrscht of das die
Meinung vor dass das alles Systeme sein
die viel zu komplex sind für Angreifer
z.B die Iridium Leute also die Iridium
Satelliten betreiben haben das explizit
in gesagt bevor sie selbst entschlüsselt
worden sind von Security rearer
und das ist trotzdem noch weit
verbreitete Meinung Bodenstation sein
auch viel zu teuer für Angreifer
verbreitete Meinung sprecht mal mit ein
paar Amateurfunkern was so was so eine
100 Watt essbandbodenstation kostet da
seid mit unter 10 000 € dabei vielleicht
sogar unter
5000 ist also nicht mehr begrenzend
dafür ja insgesamt ist das eine
Industrie die sehr viel geheim hält und
dadurch hat man auch viel weniger oder
viel schwieriger dass
Sicherheitsforscher sich wirklich Sachen
anschau schauen und viel weniger externe
Prüfung ist alles exportbchränkt oh wir
können hier niemand ranlassen und
man ist also so ein
Gatekeeper und ja ich sprag schon so von
dem von der di Phase ähnlich gibt's auch
emergency commands oftmals das ist
manchmal so ein backdor Design hey was
ist wenn der Satellit jetzt sich
unkontrolliert dreht dann sind wir ja
wieder in der Leop Phase müssen wir
wieder anfangen kurz Kommandos zu senden
also machen wir die Krypto aus oder wir
haben einfach Kommandos die keine Krypto
brauchen aber vielleicht sogar direkt
auf dem satellitenbus arbeiten genau und
Master habe ich schon angefangen so
Beispiele sind z.B ESA copernikus also
von großen von ESA die machen laut ihren
eigenkumenten Master Session Key Designs
also sie haben Master Key in copernikus
der setzt Session Key pro Kanal und der
Session macht auch nur Authentifizierung
also Kommandos s plane und die auch nur
authentifiziert und im im im uspace
Design sieh Bereich sieht te noch ein
bisschen schlechter aus weil man halt
mit wiger Ressourcen arbeitet und
entsprechend sparen möchte ja also man
kann sich vieles anschauen wenn man was
empfängt kann man oftmals auch ein
bisschen was
decoden und wenn sich Leute das genauer
ansehen würden dann würde man da
vielleicht auch leichter
raufken vielen Dank für de
Vortr
manetich
ja ich bin oft beim Zert und sonst
deckt decknummer
2654 ich Verw gernef es gibt noch ein
paar weitere space talks hier
teilweise schauen Sie sich auch die
höheren Leers an dann von anderen Leuten
die dürfen auch sehr interessant sein
super
danke ihr nehmt bitte euren Müll wieder
mit trinkt
[Musik]
viel