Pensilvanya Üniversitesi’nden uzman Linh Thi Xuan Phan’a göre uzay araçlarına yönelik siber tehditler, veri hırsızlığının çok ötesine uzanıyor. Bir sistemin doğru işlemi yanlış zamanda yapması bile ciddi sonuçlar doğurabiliyor.
Uzay araçlarının güvenliği yalnızca dayanıklı donanımlara ve doğru hesaplamalara bağlı değil. Sensörlerden gelen bilgilerin, kontrol komutlarının ve araç içindeki sistemlerin doğru zamanda birlikte çalışması da kritik önem taşıyor.
Pensilvanya Üniversitesi’nin yayın organı Penn Today’e konuşan bilgisayar bilimci Linh Thi Xuan Phan, siber saldırıların bu zamanlama düzenini hedef alabileceğine dikkat çekiyor. Böyle bir müdahale; iletişimin kesilmesine, aracın yönelimini yanlış değerlendirmesine, antenin yanlış yöne çevrilmesine veya bir manevranın gerektiği gibi gerçekleştirilememesine yol açabilir.
Doğru hesaplama, geç kalmış bilgiyle yanlış sonuç verebilir
Gerçek zamanlı sistemler üzerine çalışan Phan’ın açıklamalarında temel mesele, hesaplamanın doğruluğu kadar zamanında yapılması. Uzay aracı çevresini algılıyor, konumunu ve hareketini değerlendiriyor, vereceği tepkiyi hesaplıyor ve uyguluyor. Bu döngüde kullanılan bilgi gecikirse, hesaplama doğru olsa bile aracın artık geride kalmış bir durumuna karşılık gelebiliyor.
Phan, ölçeği anlatmak için NASA’nın DART görevini örnek veriyor: Saniyede yaklaşık 6 kilometre hızla hareket eden bir araç, 10 milisaniyede yaklaşık 60 metre yol alıyor. Bu örnek, DART’a saldırı yapıldığı iddiası değil; küçük zaman farklarının fiziksel karşılığını gösteriyor.
DART örneği neden önemli?
NASA’nın gezegen savunma teknolojisini sınamak için yürüttüğü DART görevi, 26 Eylül 2022’de Dimorphos’a kasıtlı olarak çarptı. Görev, tehlikeli bir gök cisminin hareketinin çarpışma yoluyla değiştirilip değiştirilemeyeceğini test etmek üzere tasarlanmıştı.
NASA, çarpışmanın Dimorphos’un yörüngesini değiştirdiğini doğruladı. Dolayısıyla burada zamanlama, dijital sistemlerin işleyişiyle sınırlı bir konu değil; yüksek hızla hareket eden bir aracın hedefiyle fiziksel olarak buluşmasını belirleyen unsurlardan biri.
Araştırmacılar, ortak ağdaki güvenlik varsayımını sınadı
Phan’ın da yazarları arasında bulunduğu PCspooF araştırması, uzay araçlarında ve başka kritik altyapılarda kullanılan Time-Triggered Ethernet — zaman tetiklemeli Ethernet, kısaca TTE — teknolojisine odaklanıyor.
TTE, zamanlaması kritik mesajlarla daha düşük öncelikli veri trafiğinin aynı ağ donanımını paylaşmasına olanak tanıyor. Amaç; boyut, ağırlık, enerji tüketimi ve maliyeti azaltırken kritik iletişimin diğer cihazlardan etkilenmesini önlemek.
Araştırma, ağın düşük öncelikli bölümündeki kötü niyetli bir cihazın bu ayrımı bozabildiğini gösterdi. Deneylerde cihazların zaman eşgüdümünü kaybetmesi, kritik mesajların gecikmesi veya düşmesiyle sonuçlanabildi. Böylece uçuş bilgisayarını doğrudan ele geçirmeden de sistemin işleyişini bozabilecek bir yol ortaya kondu.
Kenetlenme senaryosu laboratuvarda başarısız oldu
Araştırma kapsamında gerçekleştirilen simüle uzay uçuşu senaryosunda, zamanlama düzenine müdahale edilmesi kontrolsüz manevralara ve görev güvenliğini tehdit eden sonuçlara neden oldu. Bu, yörüngedeki bir uzay aracına yönelik gerçekleşmiş saldırının kaydı değil, deneysel bir gösterimdi.
Çalışmanın önemi, daha düşük güvenlik gereksinimleriyle ağa bağlanan bir bileşenin, kritik sistemler açısından da risk oluşturabileceğini göstermesi. Araştırmacılar bulgularını TTE kullanan havacılık ve uzay kuruluşlarıyla paylaştıklarını, bazılarının önerilen önlemleri uygulamaya başladığını bildirdi.
Güvenlik açığına karşı hangi önlemler önerildi?
Michigan Üniversitesi’nin araştırmaya ilişkin açıklamasında, elektromanyetik girişimin etkisini kesmek için fiber optik bağlantılar veya optik yalıtıcılar kullanılması değerlendirilen seçenekler arasında yer alıyor. Ağ yapısının değiştirilmesi de kötü niyetli zamanlama mesajlarının kritik iletişim yollarına ulaşmasını engellemek için öneriliyor.
Ancak bu seçeneklerin maliyet ve performans açısından farklı sonuçları bulunuyor. Dolayısıyla güvenliğin, donanım ve ağ tasarımıyla birlikte ele alınması gerekiyor.
Üniversitenin 2022 tarihli açıklaması, bulguların ve azaltıcı önlemlerin ilgili kuruluşlara 2021’de bildirildiğini belirtiyor. Bu geçmiş bildirim ve önlem süreci, araştırmanın bugün bütün TTE sistemlerinde giderilmemiş bir açık bulunduğu şeklinde yorumlanmaması açısından önemli.
Uydu ağlarında ortak bileşenler, ortak risk yaratabilir
Phan’a göre çok sayıda uydunun birbirine bağlı çalışması, güvenliği kendiliğinden sağlamıyor. Ele geçirilmiş bir uydu, tamamen devre dışı kalmak yerine ağa yanlış bilgi sunmayı sürdürebilir.
Ortak yazılımlar, donanımlar, tedarik zincirleri ve güncelleme mekanizmaları da bir zafiyetin birden fazla sistemi etkilemesine zemin hazırlayabilir. Phan, yapay zekânın saldırı ve savunmanın bazı aşamalarını daha ucuz ve ölçeklenebilir hâle getirebileceğini belirtiyor.
Uzun ömürlü görevlerde kuantum sonrası güvenlik de gündemde
Kuantum bilgisayarların bazı mevcut açık anahtarlı kriptografi yöntemlerini tehdit edebilmesi, uzun yıllar çalışması planlanan sistemler için ayrı bir hazırlık konusu.
ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü NIST, 13 Ağustos 2024’te ilk üç tamamlanmış kuantum sonrası kriptografi standardını yayımladı. Bunlar, anahtar oluşturma ve dijital imzalar gibi farklı güvenlik işlevlerini kapsıyor:
- ML-KEM: Güvenli iletişim için ortak anahtar kurulmasına yönelik mekanizma.
- ML-DSA: Dijital imzaların korunmasına yönelik standart.
- SLH-DSA: Farklı bir matematiksel yaklaşıma dayanan dijital imza standardı.
Bu standartlar kuantum bilgisayarların bugün bütün şifreleri kırabildiği anlamına gelmiyor. NIST’in yaklaşımı, yeterince güçlü gelecekteki sistemlere karşı geçişi önceden hazırlamak; kurum, entegrasyonun zaman alacağına dikkat çekiyor.
