위성 사이버 위협

1. 위성이 표적이 되는 이유

• 위성의 일상 활용 범위와 각영역에서 의존이 증가하고 있다. (네비게이션, TV 방송, 전화, 기상 예보, 전력망, 기후 관찰, 군사 통신, 사물인터넷의 확장으로 위성망 연동)
• 위성은 단일장애지점(Single Point Of Failure)으로 무인으로 운영되면서 유지보수가 곤란하다.
• 우주 자산에 대한 국제규범과 사이버 보안 표준이 부재하다.

2. 위성 네트워크의 취약점

• 무인으로 우주공간에 노출되어 있다.
• 재밍(jamming) 위성-지상 간 통신 방해
• 인터셉트(intercept) 위성에서 전송되는 신호를 가로채기, 신호의 내용보다 신호특성 수집하여 분석
• 스푸핑(spoofing) 위성에 거짓 정보를 전달, 허위신호, 허위 정보로변조또는위장

3. Jamming

• 링크 수신기를 대상으로 공격, 동기화 방해, 비트 오류
• (업링크 재밍) 위성자체의 수신기 대상으로 공격, 위성의 위치조정, 페이로드 기능 방해
• (다운링크재밍) 지상단말기 수신기 대상 공격, 위성의 상태정보 전달차단, 페이로드의 정보전달 차단
• 재밍 효과 J/S

J/S [dB] = 𝐸𝑅𝑃𝐽 - 𝐸𝑅𝑃𝑆 - 𝐿𝑂𝑆𝑆𝐽 + 𝐿𝑂𝑆𝑆𝑆 + 𝐺𝑅𝐽 - 𝐺𝑅

• 𝐸𝑅𝑃𝐽: Effective Radiated Power of Jammer [dBm] 
• 𝐸𝑅𝑃𝑆: Effective Radiated Power of Signal [dBm] 
• 𝐿𝑂𝑆𝑆𝐽: Transmission Loss from Jammer to Target [dB] 
• 𝐿𝑂𝑆𝑆𝑆: Transmission Loss from TX to Target [dB] 
• 𝐺𝑅𝐽: Gain of RX Antenna for Jammer [dB] (지향성 안테나 사용시)
• 𝐺𝑅: Gain of RX Antenna for TX [dB] (지향성 안테나 사용시)

David L. Adamy, “EW 105: Spacce Electronic Warfare“, Artech House, 2021.

4. Intercept

• 다운링크 공격, 공격자는 위성단말기, 지상통제국으로 가장하여 위성의 송신신호를 수신
• 위성 송신기 → 공격자 수신기

5. Spoofing

• 업링크 공격, 공격자는 위성단말기, 제어링크로 허위명령을 전송하여 위성궤도를 변경하거나, 페이로드를 불능 상태로 변경
• 공격자 송신기 → 위성수신기, 지상국 수신기

※ SPOF(Single Point Of Failure,  단일 장애점) 시스템 구성요소 중 동작하지 않으면 전체 시스템이 중단되는 요소

• 서버, 디스크, 네트워크장치, 케이블 등 SPOF 가능성이 있는 모든 요소들은 찾아서 시스템 장애를 방지해야 한다.
• (SPOF 방지) High Availability(HA), Fault Tolerant(FT), Load Balancing, RAID(redundant array of independent disks), 분산 아키텍처 구성 등

미국 SDA(Space Developmnet Agency)

SDA, space architecture, Breaking Defense.

SDA To Rent Commercial Ground Stations - Breaking Defense

 

Optical Communications Terminal (OCT) Standard Version 3.1.0

Space Development Agency – Increasing Warfighters' Lethality, Maneuverability, and Survivability