Le infrastrutture satellitari in orbita terrestre bassa (Low Earth Orbit, LEO) stanno assumendo un ruolo sempre più centrale nel mercato delle comunicazioni elettroniche dell’Unione Europea, fornendo servizi critici come sistemi di temporizzazione precisi, navigazione GPS e reti di comunicazione senza soluzione di continuità.
Tuttavia, la crescente interconnessione e digitalizzazione di queste reti ha amplificato le sfide legate alla cyber security, esponendo tali infrastrutture a rischi significativi, tra cui interferenze, accessi non autorizzati e attacchi informatici sofisticati.
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Le costellazioni di satelliti LEO
L’implementazione su larga scala delle costellazioni di satelliti in orbita terrestre bassa (Low Earth Orbit, LEO) ha intensificato la complessità dell’ambiente elettromagnetico, accrescendo le vulnerabilità nelle comunicazioni, le minacce alla continuità del servizio e il rischio di compromissione dei dati sensibili.
Già nel 2022, l’Agenzia dell’Unione Europea per la Sicurezza Informatica (Enisa) ha inserito l’assenza di analisi e controllo delle infrastrutture e degli oggetti spaziali tra le dieci principali minacce alla cyber sicurezza che probabilmente emergeranno entro il 2030.
Il rapporto “LEO Satcom Cybersecurity Assessment”, pubblicato dall’Enisa nel febbraio 2024, ha evidenziato come i satelliti a bassa orbita presentino un quadro di minacce più ampio rispetto alle reti terrestri.
Oltre agli attacchi informatici tradizionali, che colpiscono segmenti utente e di controllo (come terminali, gateway, stazioni di telemetria e reti di interconnessione), i satelliti LEO sono vulnerabili anche a minacce specificamente rivolte al segmento spaziale.
I principali attacchi alla sicurezza di tali infrastrutture si suddividono in due categorie:
- il furto di dati attraverso il reverse engineering delle trasmissioni;
- gli attacchi di Denial of Service (DoS).
La prima tipologia consiste nell’intercettazione e nella decodifica delle comunicazioni satellitari per ottenere l’accesso a informazioni sensibili, compromettendo la sicurezza e la riservatezza dei dati trasmessi.
Invece, gli attacchi DoS, mirati sia al segmento spaziale che a quello terrestre, consentono di degradare o interrompere completamente il servizio fornito dal satellite.
Le minacce specifiche
Oltre a queste macrocategorie, il rapporto dell’Enisa evidenzia una serie di minacce specifiche:
- signal jamming: la trasmissione di un segnale più forte per degradare la qualità di un segnale legittimo e comprometterne l’efficacia;
- signal spoofing: la falsificazione di segnali, come quelli GNSS, con informazioni errate al fine di manipolare la posizione o deviare la traiettoria di un satellite;
- signal replay: la riproduzione di un segnale autentico per ingannare il sistema ricevente;
- information eavesdropping: l’intercettazione illegittima di dati, per esempio credenziali di accesso, quando si utilizzano protocolli web o protocolli remoti non sicuri;
- information spoofing: la manipolazione di informazioni per ingannare sistemi o utenti, come la falsificazione di un pacchetto di comando per ottenere l’accesso a un sottosistema del satellite;
- payload hijacking: l’uso non legittimo del satellite;
- platform hijacking: il controllo illegittimo della piattaforma del satellite, per esempio alterando l’assetto del satellite per creare un’interruzione del servizio;
- system/subsystem impairment: l’interazione con un sistema o un sottosistema per creare una perturbazione, come l’accecamento del tracciatore stellare di un satellite con un laser durante una manovra;
- exploit basati su vulnerabilità software: lo sfruttamento di bug nel codice, come i buffer overflow, per eseguire un codice malevolo e ottenere l’accesso non autorizzato ai sistemi di controllo del satellite.
Altri rischi legati all’hardware
Anche l’alterazione dei componenti hardware del satellite può determinare rischi significativi per la riservatezza e l’integrità delle informazioni trasmesse attraverso i sistemi di comunicazione satellitare LEO.
In particolare, la manomissione fisica non si limita alle fasi di progettazione, assemblaggio o lancio, ma può avvenire anche quando il satellite è in orbita.
Alcuni stati hanno infatti sviluppato satelliti in grado di interagire illecitamente con altri satelliti attraverso operazioni di rendez-vous e prossimità (RPO).
Queste pratiche, mirate alla sottrazione di informazioni strategiche, rappresentano una minaccia concreta in termini di sicurezza nazionale.
Un approccio di cyber security per i satelliti LEO
Tra rischi di interferenze elettromagnetiche, manomissioni fisiche e jamming, tale scenario richiede un approccio di sicurezza ad hoc, che preveda l’integrazione di robuste misure di cyber security direttamente nelle infrastrutture satellitari.
Tra le principali soluzioni adottabili si annoverano:
- crittografia avanzata: l’implementazione di tecniche di crittografia end-to-end per garantire la protezione delle comunicazioni tra i satelliti e le stazioni di terra;
- monitoraggio continuo e sistemi di rilevamento delle intrusioni: l’analisi in tempo reale del traffico dati per identificare e contrastare tempestivamente eventuali attività anomale;
- misure di sicurezza basate su hardware: l’utilizzo di chip sicuri e architetture resilienti per proteggere le funzionalità critiche dei satelliti;
- tecnologie anti-jamming: l’impiego di tecniche di spread spectrum e beamforming per ridurre l’impatto degli attacchi di disturbo del segnale;
- protocolli di comunicazione sicuri: lo sviluppo di standard specifici per la sicurezza delle reti satellitari.
Il programma Space-Shield dell’Esa
A tal proposito, l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha avviato il programma Space-Shield, che mira a proteggere le comunicazioni satellitari attraverso lo sviluppo di tecnologie di sicurezza avanzate, inclusi sistemi di crittografia quantistica e soluzioni di rilevamento delle minacce in tempo reale. L’Enisa, inoltre, sta lavorando alla definizione di standard specifici per migliorare la resilienza dell’ecosistema spaziale europeo.
Mentre negli Usa, la Federal Communications Commission (FCC) e il National Institute of Standards and Technology (NIST) stanno elaborando regolamenti per rafforzare la sicurezza delle costellazioni satellitari, con particolare attenzione alla protezione dei dati e alla prevenzione di attacchi informatici.
Le sfide di cyber security per i satelliti LEO
L’espansione delle costellazioni LEO sta ridefinendo il panorama delle comunicazioni globali, ma introduce al contempo nuove e complesse sfide di cybersecurity.
Per salvaguardare la riservatezza, la disponibilità e l’integrità delle informazioni trasmesse attraverso le reti satellitari in orbita bassa, sarà fondamentale adottare un approccio integrato.
La natura globale di tali infrastrutture, infatti, impone una stretta collaborazione tra agenzie spaziali, enti governativi e aziende private per la definizione di standard di sicurezza condivisi e per lo sviluppo di tecnologie di difesa avanzate.
