Satellitencluster SpaceX Starlink hat in letzter Zeit immer mehr Schlagzeilen gemacht, da es weiterhin Satelliten in atemberaubender Geschwindigkeit hinzufügt. Ein Großteil dieser Beleuchtung in den Nachrichten konzentrierte sich darauf, wie sie Himmelsbeobachter beeinflusst und wie sie Menschen in abgelegenen Gebieten zugute kommen könnte. Aber technische Details sind wichtig, und Blog Casey Handmer hat kürzlich einen der wichtigsten Aspekte der tatsächlichen Funktionsweise von Starlink erörtert – was wird es mit seinen Daten machen?
Im Netzwerk-Jargon werden Daten in „Pakete“ quantisiert, bei denen es sich um Sätze von Einsen und Nullen handelt, die Computer verstehen. Im Fall von Starlink werden diese Pakete zwischen Bodenstationen und einer Reihe von Satelliten übertragen, die in 9 separaten Erdumlaufbahnen platziert sind. Jede Umlaufbahn wird mehrere Satelliten enthalten, und das Abdeckungsgebiet jedes Satelliten wird sich mit Satelliten im Norden und Süden überschneiden. Wenn die Konstellation vollständig gebildet ist, wird jeder Meter auf der Erde von mindestens zwei Starlink-Satelliten abgedeckt.
Zukünftige Versionen der Satelliten werden Laser verwenden, um miteinander zu kommunizieren. Aber vorerst müssen sie Bodenstationen verwenden, um mit anderen Satelliten zu kommunizieren. Daher wird eine große Anzahl von Paketen zwischen Satelliten, Bodenstationen und Endbenutzerterminals übertragen. Die Informationen, die einen solchen verschlungenen Pfad für jedes Paket beschreiben, müssen irgendwo gespeichert werden. Dieser Ort wird "Metadaten" genannt.
Metadaten werden typischerweise verwendet, um Teile eines Datenpakets zu bezeichnen, die nicht die tatsächlich übertragenen Informationen enthalten. Sie enthalten Informationen wie Paketlänge, Abgangs- und Zielort. Vielleicht sind diese Daten wertvoller als der Inhalt der meisten Pakete. Auf diese Weise kann die interessierte Partei sehen, wer mit wem verbunden ist, wann kommuniziert wurde und wie viele Informationen geteilt wurden.
Daher ist der Datenschutz von zentraler Bedeutung für jedes System, das das Rückgrat des Internets werden möchte. Dieses Sicherheitssystem müsste viele potenzielle Probleme angehen, einschließlich der Satelliten selbst, die möglicherweise Daten aufzeichnen, oder eines Angreifers, der die Strahlen abfängt, die zur Kommunikation zwischen dem Satelliten und der Bodenstation verwendet werden. Die Verschlüsselung kann einige dieser Probleme lösen, wie das Abfangen von Paketen, andere jedoch nicht, wie das FBI, das SpaceX zwingt, den Datenverkehr von einem bestimmten Starlink-Benutzer zu protokollieren.
In seinem Blog diskutiert Casey das Problem von Grund auf und beschreibt ein System, das bei jedem Schritt des Paket-Routing-Prozesses ein Minimum an Informationen bereitstellt. Dieses vereinfachte System müsste Dinge wie Satellitenbewegung, Satellitenverlust und eine Vielzahl anderer möglicher Komplikationen berücksichtigen, aber im Wesentlichen könnte es funktionieren. Casey hat berechnet, dass zumindest ein Router (oder Satellit) nur auf 2-3 Informationsbits zugreifen kann, was ziemlich einfach ist, ein Paket zu senden und seine Integrität zu bewahren.
Das Beispiel, das er verwendet, um diese vereinfachte Methode zu demonstrieren, beschreibt ein Paket, das von Los Angeles nach New York geht. Der erste Satellit hat einfach ein Bit, das anzeigt, dass er das Paket "Nordosten" senden soll. Die Daten, die seinen ursprünglichen Standort identifizieren, werden dann aus dem Paket entfernt, und neue Informationen, die die Richtung für den nächsten Satelliten zeigen, werden in demselben 2–3-Bit-Raum offenbart. Der empfangende Satellit weiß lediglich, dass das Paket aus dem Südwesten kam, wie lang das Paket ist und dass er das Paket auch nach Nordosten übertragen muss. Diese vereinfachte Direktionalität wird beibehalten, bis der letzte Satellit die Informationen an die Bodenstation überträgt, die das Paket dann an den Endbenutzer in New York weiterleiten kann.
Dieser vereinfachte Zielansatz könnte mit einem anderen Anti-Intrusion-Verfahren kombiniert werden, das als "Manipulations"-System bekannt ist. In Caseys Beispiel gibt es zwei separate Tasten – eine für „Zeit“ und eine für „Raum“. Jeder Schlüssel, der sogar für den Zugriff auf die Paketmetadaten erforderlich ist, ist nur für einen sehr kurzen Zeitraum gültig und wird abhängig von der geophysikalischen Position der Satelliten und dem Zeitpunkt des Paketempfangs ständig aktualisiert. Selbst mit einem Schlüssel verfällt der Schlüssel innerhalb einer Sekunde, wenn es jemandem gelingt, das Paket abzufangen, und das Paket ist unbrauchbar.
Details dazu, wie das System genau funktioniert, können auf Caseys Blog eingesehen werden. Es gibt keine Garantie dafür, dass SpaceX eine solche Lösung implementiert, und wie Casey selbst sagt: „Ich habe jahrelang nicht nur an diesem Problem gearbeitet.“ Aber die Lösung, die er präsentiert, ist elegant und könnte möglicherweise einige der Datenschutzprobleme beseitigen, die mit dem Territorium eines globalen, voneinander abhängigen Weltraumnetzwerks einhergehen könnten. Zumindest könnte die Diskussion, wie das Datenschutz- und Effizienzproblem gelöst werden kann, Starlink noch mehr Zeit im Rampenlicht verschaffen.
Übrigens sagte Elon Musk, CEO von SpaceX, dass die Tests des Starlink-Satelliteninternets in Europa ungefähr im Februar-März 2021 beginnen werden, kündigte er dies auf seiner Twitter-Seite an.
Sobald wir die Ländergenehmigung erhalten. Dies ist für jedes Land einzeln erforderlich, da kein EU-weites Zulassungssystem existiert. Die endgültigen Genehmigungen (es sind viele Schritte erforderlich) werden voraussichtlich etwa im Februar/März eingehen.
- Elon Musk (@elonmusk) 2. November 2020
Weed merkte an, dass das Unternehmen für die Einführung von Starlink Genehmigungen in jedem einzelnen Land einholen muss, da es noch keine gemeinsame europäische Praxis zur Regulierung solcher Probleme gibt.
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Ich schlage vor, „...wie wirkt es sich auf Liebhaber des Sternenhimmels…“ zu ändern in ein engeres und präziseres „…wie wirkt es sich auf Liebhaber des Sternenhimmels…“ aus?
Danke