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Satelliten sind voller grundlegender Sicherheitslücken


 

 

 
 
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Umfassende Daten zum ESTCube -Satelliten Zweckbestimmung und aktuelle  Bahnaten
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Satelliten sind voller grundlegender Sicherheitslücken

Deutsche Forscher erhielten seltenen Zugang zu drei Satelliten und stellten fest, dass sie den normalen Cybersicherheitsstandards um Jahre hinterherhinken.
Der Kleinsatellit ESTCube2 schwebt im Weltraum über der Erde
Der Kleinsatellit ESTCube-2. Deutsche Forscher analysierten die Sicherheit von drei Satelliten, darunter der Vorgänger von ESTCube-2.FOTO: EESTI TUDENGISATELLIIDI SIHTASUTUS

HUNDERTE VON KILOMETERN Über der Erde umkreisen Tausende von Satelliten den Planeten, um den reibungslosen Betrieb der Welt zu gewährleisten. Zeitmesssysteme, GPS und Kommunikationstechnologien werden alle von Satelliten angetrieben. Doch Sicherheitsforscher warnen seit Jahren, dass mehr getan werden muss, um die Satelliten vor Cyberangriffen zu schützen.

Eine neue Analyse einer Gruppe deutscher Wissenschaftler bietet einen seltenen Einblick in einige der Sicherheitslücken von Satelliten, die derzeit die Erde umkreisen. Die Forscher der Ruhr-Universität Bochum und des Cispa Helmholtz-Zentrums für Informationssicherheit haben die Software von drei Kleinsatelliten untersucht und festgestellt, dass es den Systemen an grundlegenden Schutzmechanismen mangelt.

Die von den Forschern untersuchten Satelliten enthalten laut einer wissenschaftlichen Arbeit "einfache" Schwachstellen in ihrer Firmware und zeigen, "dass nur wenig Sicherheitsforschung aus dem letzten Jahrzehnt den Weltraumbereich erreicht hat". Zu den Problemen gehören ein mangelnder Schutz dafür, wer mit den Satellitensystemen kommunizieren kann, und das Fehlen einer
Verschlüsselung. Theoretisch, so die Forscher, könnten die von ihnen entdeckten Probleme es einem Angreifer ermöglichen, die Kontrolle über einen Satelliten zu übernehmen und ihn in andere Objekte zu stürzen. ( und dies ohne Raketenantrieb und Steuerung )

Es gibt heute mehrere Arten von Satelliten, die sich in Größe und Zweck unterscheiden. Satelliten kommerzieller Unternehmen fotografieren die Erde und liefern Navigationsdaten. Militärische Satelliten werden geheim gehalten und oft zur Spionage eingesetzt. Es gibt auch Forschungssatelliten, die von Raumfahrtagenturen und Universitäten betrieben werden.

Johannes Willbold, Doktorand an der Ruhr-Universität Bochum und leitender Forscher hinter der Sicherheitsanalyse, sagt, dass der aktuelle Stand der Satellitensicherheit als "Security by Obscurity" eingestuft werden kann. Mit anderen Worten: Es ist wenig darüber bekannt, wie gut sie geschützt sind. Willbold sagt, dass sich das Forschungsteam an mehrere Organisationen mit Satelliten im Weltraum gewandt hat, um zu fragen, ob sie ihre Firmware überprüfen könnten, und die überwiegende Mehrheit weigerte sich oder antwortete nicht – er lobt die Offenheit der drei, die mit seinem Team zusammengearbeitet haben.

Die drei Satelliten, auf die sich das Team konzentrierte, werden für die Forschung genutzt, fliegen in einer niedrigen Erdumlaufbahn und werden größtenteils von Universitäten betrieben. Die Forscher inspizierten die Firmware von ESTCube-1, einem estnischen Würfelsatelliten, der 2013 gestartet wurde. OPS-SAT der Europäischen Weltraumorganisation ESA, eine offene Forschungsplattform; und der Flying Laptop, ein Mini-Satellit der Universität Stuttgart und des Rüstungskonzerns Airbus.

Die Analyse der Forscher besagt, dass sie sechs Arten von Sicherheitslücken bei allen drei Satelliten und insgesamt 13 Schwachstellen gefunden haben. Zu diesen Schwachstellen gehörten "ungeschützte Fernsteuerungsschnittstellen", über die Satellitenbetreiber am Boden mit den Fahrzeugen kommunizieren, wenn sie sich im Orbit befinden. "Oft fehlt ihnen von vornherein der Zugriffsschutz", sagt Willbold, der die Forschungsergebnisse auch auf der Sicherheitskonferenz Black Hat in Las Vegas im kommenden Monat vorstellt. "Sie überprüfen im Grunde nichts."

Neben den Schwachstellen in der Software der Satelliten, so Willbold, fand das Team ein Problem in einer Codebibliothek, die anscheinend von mehreren Satelliten verwendet wird. Die Studie beschreibt eine stackbasierte Pufferüberlauf-Schwachstelle in Software, die vom Nanosatellitenhersteller GomSpace entwickelt wurde. Die Ursache des Problems, so die Studie, liegt in einer Bibliothek, die zuletzt 2014 aktualisiert wurde. Willbold sagt, GomSpace habe die Ergebnisse bestätigt, als die Forscher das Problem meldeten. GomSpace reagierte nicht auf die Bitte von WIRED um einen Kommentar.


Die Schöpfer der von den Forschern untersuchten Satelliten sagten gegenüber WIRED, dass es von Vorteil war, den Forschern ihre Firmware zur Verfügung zu stellen, und dass sie die Ergebnisse für zukünftige Raumfahrzeuge mit an Bord nehmen werden. Simon Plum, Leiter der Abteilung für Missionsbetrieb bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), sagt, dass für OPS-SAT ein anderes Sicherheitsniveau gilt als für andere Missionen, da es sich um ein "Weltraumlabor" handelt. Plum sagt jedoch, dass die ESA die Ergebnisse überprüft und bereits mindestens eine Änderung am Satelliten vorgenommen hat. "Wir wollen Weltraumsysteme vor Cyberbedrohungen schützen und eine Kultur und ein gemeinsames Wissen über Resilienz im Bereich der Cybersicherheit im Weltraum entwickeln", sagt Plum.

Andris Slavinskis, außerordentlicher Professor an der Universität Tartu in Estland, der am ESTCube-Projekt arbeitet, sagt, dass die Ergebnisse "wichtig und relevant" sind und dass das ESTCube-1-System "während der Wildwestzeiten der Cubesat-Welt entwickelt und gestartet wurde". Eine zweite Version des Satelliten, ESTCube-2, soll noch in diesem Jahr starten. Sabine Klinkner, Professorin für Satellitentechnologie an der Universität Stuttgart, die den Flying Laptop teilweise entwickelt hat, sagt, dass die "Schwächen", die die Forscher gefunden haben, auf Kompromisse bei der Funktionalität und dem Zugang zum Satelliten zurückzuführen sind.

"Wie bei vielen Universitätssatelliten hat unser Bedrohungsmodell die kleinen Anreize, einen akademischen Satelliten anzugreifen, gegen die noch nicht ganz trivialen Herausforderungen beim Aufbau einer Verbindung und dem Senden gültiger Befehle an den Satelliten abgewogen", sagt Klinkner. Es seien keine böswilligen Verbindungen zu dem Satelliten entdeckt worden, fügt Klinkner hinzu. Und sie sagt, dass zukünftige Missionen verstärkte Cybersicherheitsmaßnahmen zum Schutz vor Bedrohungen haben werden.

Obwohl sich die Analyse der Satellitensicherheit hauptsächlich auf Forschungs- und akademische Satelliten konzentriert, hebt sie umfassendere Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit Satelliten hervor, über die sich Experten seit Jahren Sorgen machen. Gregory Falco, ein Assistenzprofessor an der Cornell University, der sich auf Weltraum-Cybersicherheit konzentriert, sagt, dass es selten ist, dass Forscher in der Lage sind, Satelliten-Firmware in die Hände zu bekommen und Forschungsergebnisse dazu zu veröffentlichen. Es gebe "fast nichts" öffentlich zugängliches, was der Art von Analyse ähnelt, die das deutsche Team durchgeführt hat, sagt Falco.

Die Warnungen vor Weltraumsystemen sind nicht neu. Forscher sagen seit langem, dass mehr getan werden muss, um Weltraumsysteme vor Angriffen zu schützen und ihre Entstehung zu verbessern. Falco sagt, dass die Entwicklung von Weltraum-Firmware und -Software aus zwei Gründen ein "Albtraum" ist. Erstens wird Legacy-Software häufig in der Entwicklung verwendet und selten aktualisiert, sagt Falco. "Der andere Grund dafür ist, dass Raumfahrtsysteme nicht von Softwareentwicklern gebaut werden. Sie werden zum größten Teil von Luft- und Raumfahrtingenieuren gebaut." Die deutschen Forscher befragten außerdem 19 Fachleute der Satellitenindustrie zum Sicherheitsniveau ihrer Systeme. "Wir haben uns darauf konzentriert, ein funktionierendes System bereitzustellen, anstatt ein sicheres", sagte einer der Befragten laut der wissenschaftlichen Arbeit.

Juliana Suess, Forschungsanalystin und politische Leiterin für Weltraumsicherheit beim Verteidigungs-Thinktank Royal United Services Institute, erklärt, dass es mehrere Möglichkeiten gibt, wie Satellitensysteme angegriffen werden können, abgesehen von Software- und Firmware-Schwachstellen. Dazu gehören Stör- und Spoofing-Angriffe, die die Signale stören, die zu und von Satelliten übertragen werden. "Man muss keine Weltraummacht sein, um das zu tun", sagt Suess. Im vergangenen Jahr demonstrierten Sicherheitsforscher mit Erlaubnis, wie ein stillgelegter Satellit verwendet werden kann, um betrügerische TV-Signale zu senden. Und im Oktober 2007 und Juli 2008 wurden chinesische Hacker beschuldigt, zwei US-Satelliten gestört zu haben.


Suess glaubt, dass der Cyberangriff auf das Viasat-Satellitensystem zu Beginn der groß angelegten russischen Invasion in der Ukraine im vergangenen Jahr ein weiterer Weckruf für die Raumfahrtindustrie war. In den frühen Morgenstunden des 24. Februar 2022, als russische Truppen zum ersten Mal auf ukrainisches Land einmarschierten, unterbrach ein Cyberangriff Tausende von Modems aus dem Satelliten-Internetsystem. Durch den Angriff wurden Verbindungen auf der ganzen Welt lahmgelegt, darunter auch deutsche Windparks. Die EU, das Vereinigte Königreich und die USA haben den Angriff mit Russland in Verbindung gebracht, und er hat die US-amerikanische National Security Agency dazu veranlasst, sich zur Satellitensicherheit zu äußern.

Während Experten weiterhin Alarm schlagen, wenn es um Fragen der Cybersicherheit im Weltraum geht, erlebt der kommerzielle Raumfahrtsektor einen Boom. SpaceX und andere Unternehmen liefern sich ein Wettrennen darum, Tausende von Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, um Internetverbindungen bereitzustellen, und es ist billiger geworden, dass Satelliten die Erde aus dem Weltraum fotografieren. Neben großen Firmen gibt es eine kleinere Anzahl von Unternehmen, die Komponenten und Teile für den Einbau in Raumfahrzeuge herstellen. Diese Lieferkette birgt  zusätzliche Sicherheitsrisiken.

https://www.n2yo.com/satellite/?s=39161#results
https://www.wired.com/story/satellites-basic-security-flaws/