Satelliittiklusteri SpaceX Starlink on saanut viime aikoina yhä enemmän otsikoita, koska se jatkaa satelliittien lisäämistä henkeäsalpaavaan tahtiin. Suuri osa tästä uutisten valaistuksesta on keskittynyt siihen, miten se vaikuttaa taivaan tarkkailijoihin ja miten se voisi hyödyttää ihmisiä syrjäisillä alueilla. Mutta tekniset yksityiskohdat ovat tärkeitä, ja blogi Casey Handmer keskusteli äskettäin yhdestä Starlinkin todellisen toiminnan tärkeimmistä näkökohdista - mitä se tekee tiedoillaan?
Verkkosalakielessä tiedot kvantisoidaan "paketteiksi", jotka ovat ykkösten ja nollien ryhmiä, joita tietokoneet ymmärtävät. Starlinkin tapauksessa nämä paketit välitetään maa-asemien ja satelliittien välillä, jotka on sijoitettu yhdeksälle eri Maan kiertoradalle. Jokainen kiertorata sisältää useita satelliitteja, ja kunkin satelliitin peittoalue on päällekkäinen sen pohjois- ja eteläpuolella olevien satelliittien kanssa. Kun tähdistö on täysin muodostunut, vähintään kaksi Starlink-satelliittia peittää jokaisen maan metrin metrin.
Satelliittien tulevat versiot käyttävät lasereita kommunikoimaan keskenään. Mutta toistaiseksi heidän on käytettävä maa-asemia viestiäkseen muiden satelliittien kanssa. Siksi suuri määrä paketteja siirretään satelliittien, maa-asemien ja loppukäyttäjäpäätteiden välillä. Tieto, joka kuvaa tällaista kierteistä polkua jokaiselle paketille, on tallennettava jonnekin. Tätä paikkaa kutsutaan "metadataksi".
Metadataa käytetään tyypillisesti osoittamaan datapaketin osia, jotka eivät sisällä varsinaista lähetettävää tietoa. Ne sisältävät tietoja, kuten paketin pituuden, lähtöpaikan ja määränpään. Ehkä nämä tiedot ovat arvokkaampia kuin useimpien pakettien sisältö. Näin kiinnostuneet osapuolet näkevät, kuka on yhteydessä keneen, milloin he kommunikoivat ja kuinka paljon tietoa jaettiin.
Sellaisenaan yksityisyys on keskeistä kaikissa järjestelmissä, joista halutaan tulla Internetin selkäranka. Tämän turvajärjestelmän olisi ratkaistava monia mahdollisia ongelmia, mukaan lukien satelliitit, jotka mahdollisesti tallentavat tietoja, tai hyökkääjä, joka sieppaa satelliitin ja maa-aseman väliseen viestintään käytetyt säteet. Salaus voi ratkaista joitakin näistä ongelmista, kuten pakettien sieppauksen, mutta ei ratkaise muita, kuten FBI pakottaa SpaceX:n kirjaamaan liikennettä yhdeltä tietyltä Starlink-käyttäjältä.
Casey käsittelee blogissaan ongelmaa alusta alkaen ja kuvailee järjestelmää, joka tarjoaa mahdollisimman vähän tietoa pakettien reititysprosessin jokaisessa vaiheessa. Tämän yksinkertaistetun järjestelmän olisi otettava huomioon esimerkiksi satelliittien liikkuminen, satelliittien katoaminen ja monet muut mahdolliset komplikaatiot, mutta periaatteessa se voisi toimia. Casey laski, että ainakin reititin (tai satelliitti) voi käyttää vain 2-3 bittiä tietoa, mikä on melko yksinkertaista lähettää paketti ja säilyttää sen eheys.
Esimerkki, jolla hän osoittaa tämän yksinkertaistetun menetelmän, kuvaa pakettia, joka kulkee Los Angelesista New Yorkiin. Ensimmäisessä satelliitissa on yksinkertaisesti bitti, joka osoittaa, että sen pitäisi lähettää paketti "koilliseen". Tämän jälkeen paketista poistetaan sen alkuperäisen sijainnin tunnistava data ja samassa 2-3 bitin tilassa paljastetaan uutta tietoa, joka osoittaa seuraavan satelliitin suunnan. Vastaanottava satelliitti tietää yksinkertaisesti, että paketti tuli lounaasta, kuinka pitkä paketti on ja että sen on myös lähetettävä paketti koilliseen. Tämä yksinkertaistettu suuntaus säilyy, kunnes viimeinen satelliitti lähettää tiedot maa-asemalle, joka voi sitten välittää paketin loppukäyttäjälle New Yorkissa.
Tämä yksinkertaistettu kohdistustapa voitaisiin yhdistää toiseen tunkeutumisenestomenetelmään, joka tunnetaan "peukalointijärjestelmänä". Caseyn esimerkissä on kaksi erillistä näppäintä - yksi "aika" ja toinen "tila". Jokainen avain, jota tarvitaan jopa paketin metatietoihin pääsyyn, on voimassa hyvin lyhyen ajan ja sitä päivitetään jatkuvasti satelliittien geofysikaalisesta sijainnista ja paketin vastaanottoajasta riippuen. Jopa avaimella, jos joku onnistuu sieppaamaan paketin, avain vanhenee sekunnissa ja paketti on hyödytön.
Yksityiskohdat järjestelmän tarkasta toiminnasta löytyvät Caseyn blogista. Ei ole takeita siitä, että SpaceX toteuttaa tällaisen ratkaisun, ja kuten Casey itse sanoo: "En ole työskennellyt vain tämän ongelman parissa vuosiin." Mutta hänen esittämänsä ratkaisu on tyylikäs ja voisi mahdollisesti poistaa osan yksityisyysongelmista, joita saattaa tulla minkä tahansa maailmanlaajuisen, toisistaan riippuvaisen avaruusverkoston alueelle. Ainakin yksityisyys- ja tehokkuusongelman ratkaiseminen voisi antaa Starlinkille vielä enemmän aikaa valokeilassa.
Muuten, SpaceX:n toimitusjohtaja Elon Musk sanoi, että Starlink-satelliitti-Internetin testaus Euroopassa alkaa suunnilleen helmi-maaliskuussa 2021, hän ilmoitti asiasta Twitter-sivullaan.
Heti kun saamme maahyväksynnän. Tätä vaaditaan jokaiselle maalle erikseen, koska EU: n laajuista hyväksymisjärjestelmää ei ole. Todennäköisesti alkaa saada lopullisia (monia vaiheita) hyväksyntöjä noin helmi / maaliskuussa.
- Elon Musk (@elonmusk) Marraskuussa 2, 2020
Weed huomautti, että Starlinkin lanseeraamiseksi yrityksen on hankittava luvat kustakin yksittäisestä maasta, koska tällaisten asioiden sääntelemiseen ei ole vielä yhteistä eurooppalaista käytäntöä.
Lue myös:
Suosittelen muokkaamaan "...miten se vaikuttaa taivaan ystäviin..." kapeammaksi ja tarkemmaksi "...miten se vaikuttaa tähtitaivaan ystäviin...".
Kiitos