本文来自微信公众号“悦智网”，作者：Lucas Laursen。
近地轨道星座的弱点仍然是容易受到信号干扰。
2022年的俄乌冲突使乌克兰的通信陷入了困境：在冲突爆发之前，俄罗斯黑客击垮了覆盖欧洲的Viasat卫星地面接收器。然后，企业家埃隆•马斯克迅速提供了星链的接入服务，星链是太空探索技术公司正在建设的近地轨道（LEO）通信卫星网络。很快，马斯克报告称，星链正在受到干扰攻击和软件对抗。
2023年3月，根据《华盛顿邮报》消息和美国国民警卫队飞行员杰克•特谢拉（Jack Teixeira）泄露的文件，美国国防部推断俄罗斯仍然在试图干扰星链。据防务一号网站报道，乌克兰军方同样将星链的问题归咎于俄罗斯的干扰。如果俄罗斯在干扰近地轨道星座，那么这将是空间地面通信无声战争的新层面。
“关于这方面的信息确实不多。”研究太空治理的非政府组织安全世界基金会的项目规划主任布莱恩•韦登（Brian Weeden）说。但韦登补充道：“我的感觉是，干扰星链（比干扰GPS卫星）要难得多。”
通信卫星无论高度或体积如何，都比导航卫星发送的功率要大，因此要干扰它们，需要更大的功率。不过，慕尼黑联邦武装部队大学网络防御研究所的隐私和应用密码学教授马克•马努里斯（Mark Manulis）表示，与大型对地静止卫星相比，近地轨道卫星绕地球运行的高度为2000千米或更低，频繁的切换“会导致延迟和较多的干扰面”。
安全和通信研究人员正在研究防御和对抗措施，虽然大多数研究是秘密的，但根据一些出版物和开源研究可以推断，许多近地轨道卫星毫无应对直接攻击的准备，也没有未来可能需要的一些防御措施。
芬兰埃斯波VTT技术研究中心的电信安全研究员伊贾兹•艾哈迈德（Ijaz Ahmad）说：“卫星变小了，用途非常专一。用于计算、处理和存储的资源也减少了。”计算能力越小意味着加密功能越少，检测和响应人为干扰或其他有源干扰的能力越差。
软件定义无线电（SDR）的兴起可使硬件完成新任务时变得更容易，包括允许小卫星覆盖多个频带。“要实现可编程，就需要硬件带有可远程连接的端口。但如果忽视了安全方面的问题，就会产生严重的后果。”艾哈迈德说。
多年来，私营公司和政府机构一直都在规划近地轨道星座，每个星座有数千颗卫星。例如，近十年来，美国国防部一直在设计自己的近地轨道卫星网络，补充传统的对地同步静止星座，并且已经开始签发星座建设合同。大学研究小组也在向近地轨道发射小型标准化立方体卫星（CubeSats）用于研究和演示。现成的通用组件和软件定义无线电的出现伴随着卫星星座的激增。虽然卫星更便宜了，但可能不那么安全。
据记者兼作家巴特•亨德里克斯（Bart Hendrickx）报道，俄罗斯国防机构委托制造了一个名为Tobol的系统，压制可能干扰俄罗斯卫星的干扰源。这意味着俄罗斯既可以向卫星发射干扰信号，又可以防范对手的干扰。
2022年，研究人员在一篇有关近地轨道安全性的评论文章中写道，许多发射新一代低成本卫星的机构和组织都没有解决最大的安全问题。这可能是因为近地轨道的诱人之处在于价格低廉的新硬件能够完成较小的任务。
其后果是有组织的黑客犯罪集团攻击和勒索卫星运营商，或出售他们获取的信息。
针对软件定义无线电的风险和现代低成本卫星固件需要更新的事实，采取一些简单的物理安全措施是一种应对方法。虽然星链没有回应其安全性评价的请求，但多名独立研究员表示，他们怀疑当今的商业卫星是否符合军用卫星安全对抗对策，甚至是否满足地面通信网络标准。
近地轨道尽管有这种弱点，但在战争中确实能带来一些优势：卫星数量多，每颗卫星的成本低。攻击或摧毁一颗卫星“可能对只有几颗高价值卫星的对手有用，但如果对手有数百颗或数千颗卫星，那么影响就会小得多”，韦登说。此外，近地轨道还提供了一种新的选项：将一条信息发送到多颗卫星，然后确认。这在只有少量对地静止卫星覆盖地球时是不可能的，这是发射器与接收器协作确保传输信息完整的一种方式。2021年，约翰•霍普金斯大学通信工程师维吉莎•维拉科迪（Vijitha Weerackody）在一次演讲中表示，只需3颗近地轨道卫星就可完成这种协作。
尽管有这些特点，未来近地轨道星座设计者可能还是需要改进安全措施，包括天线、具备扩频调制的无线电策略，以及时域和变换域自适应滤波。即便如此，极端激进的黑客也可能采用特别强大的干扰信号进行攻击，干扰信号可覆盖卫星整个带宽，并使其电子设备饱和。
“这里需要引入一个坚固的加密层。”马努里斯说，“针对近地轨道卫星通信，目前还没有一个好的标准。政府应该借助密码学，推动在该领域建立标准。”马里兰州盖瑟斯堡的美国国家标准与技术研究所确实针对商业卫星加密起草了一份指南，卫星运营商OneWeb在设计其近地轨道星座时参考了这份指南。OneWeb的首席云安全架构师温迪•吴（Wendy Ng）说：“向他们致敬。他们做了很多工作，与不同的供应商和组织沟通，确保做的事是恰当的。”
对于战场上的军队、太空事业的投资者、进入地球轨道或更远轨道的旅行者，以及地球上每一个使用卫星来导航或通信的人，不断增长的近地轨道星座的安全问题非常重要。“我希望能有更多的行动方案，我们可以团结一致，分享最佳实践和资源。”OneWeb的吴说。
作者：Lucas Laursen
