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宇宙経済をサイバー攻撃から守り抜くために by The Center for Security Studies at ETH Zürich at 2021.01.07


スイスのThe Center for Security Studies at ETH Zürichが宇宙経済のサイバー防御に関する論文を掲載しています。ちょうど、宇宙サイバーに関するサブワーキングのメンバーでもあるので、勉強がてら読んでみました。。。

● ETH Zürich

・2021.01.07 Terra Calling: Defending and Securing the Space Economy

This report aims to provide a deeper understanding of the fundamental cybersecurity and -​defense challenges pertaining to the space economy. It outlines the broad contours of what constitutes the space economy and takes a closer look at the problems on the terrestrial surface, space-​​based assets, and the area of up- and downlinks. Furthermore, this report dives into two case studies pertaining to NASA and the European global navigation satellite system Galileo, and disentangles the cyber threat landscape by examining public reporting on the most referenced satellite hacking incidents in terms of its veracity and fact-​​based representation. Finally, it provides several recommendations for the Swiss government and a brief horizon scan highlighting three future trends. 本報告書は、宇宙経済に関わるサイバーセキュリティおよび防衛の基本的な課題について、より深い理解を得ることを目的としています。本レポートは、宇宙経済に関わるサイバーセキュリティおよび防衛の基本的な課題について理解を深めることを目的としており、宇宙経済を構成する大枠を説明した上で、地表の問題、宇宙ベースの資産、アップリンクおよびダウンリンクの領域について詳しく説明しています。さらに、NASAと欧州の全地球測位衛星システム「ガリレオ」に関する2つのケーススタディを紹介するとともに、最もよく知られている衛星ハッキング事件に関する一般の報道を、その真実性と事実に基づく表現の観点から検証することで、サイバー脅威の現状を明らかにしています。最後に、スイス政府へのいくつかの提言と、将来の3つのトレンドに焦点を当てた簡単な地平線スキャンを行っています。


・[PDF] CYBERDEFENSE REPORT - Terra Calling: Defending and Securing the Space Economy - From Science to Fiction and Back to Reality


Executive Summary エグゼクティブ・サマリー
With the growing importance of the space domain and the increasing activities in space by both nation-state actors and private sector entities, the question as to the state of cybersecurity and -defense in the space economy is a pressing one. While many other reports have been written on the topic, this study provides the reader with an elemental baseline that seeks to be both holistic and detailed, and endeavors to rectify many persisting misconceptions and outright false information that has been pervading the discussion on cybersecurity and the space economy. 宇宙領域の重要性が増し、国家や民間企業による宇宙での活動が活発化する中、宇宙経済におけるサイバーセキュリティと防衛のあり方は喫緊の課題となっています。このテーマについては他にも多くのレポートが書かれているが、本研究では、全体的かつ詳細であることを目指した基本的なベースラインを読者に提供し、サイバーセキュリティと宇宙経済に関する議論に蔓延している多くの根強い誤解や全くの虚偽の情報を正すことを目的としています。
Currently, there is no existing consensus on how the space economy ought to be defined. Section 1 tries to rectify that by outlining five parts that span multiple domains, multiple sectors, and multiple assets across the globe that make up the space economy. 現在、宇宙経済をどのように定義すべきか、既存のコンセンサスはありません。第 1 章では、宇宙経済を構成する複数の領域、複数のセクター、そして地球上の複数の資産にまたがる 5 つの部分について説明することで、この問題を解決しようとしています。
Section 1.1 subsequently outlines the still ongoing discussions in both the US and the EU on designating the space sector as its own critical infrastructure sector. In the US, the relatively new Space Information Sharing and Analysis Center (ISAC) has been pushing the issue, while in the EU, the European Commission is currently again in the process of trying to create pan-EU critical infrastructure sector designations – after two previous unsuccessful attempts to do so in 2006 and 2013. 第 1.1 章では、宇宙分野を独自の重要インフラ分野として指定することについて、米国と EU で現在進行中の議論について説明しています。米国では、比較的新しい宇宙情報共有分析センター(ISAC)がこの問題を推進しており、EU では、欧州委員会が、2006 年と 2013 年に失敗した EU 全体の重要インフラ部門の指定を再び試みています。
Section 1.2 focuses on terrestrial assets and geo-dispersion by taking a closer look at OneWeb’s infrastructure as an example for commercial entanglement. The study argues that when it comes to intelligence collection, nation-state adversaries will preferably sit in any of OneWeb’s data centers or hook into national satellite network portals (SNPs) rather than try to infiltrate a satellite operation center. Similarly, if satellite destruction or collision is the aim, then targeting any other company or institution whose assets are not globally entangled with multiple governments would be more desirable. In regard to the military realm, the study highlights the example of Automatic Dependent Surveillance – Broadcast (ADS-B). Concluding that, while the system can be jammed and spoofed, the risk of exploitation can be minimized to such an extent that its vulnerabilities become almost irrelevant. The study thus notes the need for both military and civilian operators to manage and explain varying risks to a public flooded with breaking news stories and heightened cybersecurity concerns. 第 1.2 章では、商業的な絡み合いの例として、OneWeb のインフラを詳しく見ながら、地上の資産と地理的な分散に焦点を当てています。この研究では、情報収集に関しては、国家の敵対者は、衛星運用センターに侵入するよりも、OneWeb のデータセンターに居座ったり、各国の衛星ネットワークポータル(SNP)に接続したりすることを好むだろうとしています。同様に、衛星の破壊や衝突が目的であれば、複数の政府とグローバルに絡み合っていない資産を持つ他の企業や機関をターゲットにする方が望ましいでしょう。また、軍事分野では、ADS-B(Automatic Dependent Surveillance - Broadcast)を例に挙げています。その結果、ADS-B はジャミングやスプーフィングが可能なシステムではあるものの、その脆弱性がほとんど問題にならないほど、悪用されるリスクを最小限に抑えることができると結論づけています。この研究では、軍と民間の両方の事業者が、ニュース速報やサイバーセキュリティへの関心が高まる中、様々なリスクを管理し、国民に説明する必要があることを指摘しています。
On the subject of supply chains, the study notes that supply chain fragmentation is the norm in the space economy, as specialized manufacturers and alternative suppliers are few and far between. However, while there have been examples of APT intrusions into supplier, contractor, and major aeronautic company networks, most – if not all of them – are espionage related. The study also explains that adversarial nation states most likely face the same, if not more extensive supply chain risks – as the Iranians learned first-hand through the deployment of Stuxnet. One can only speculate to what degree adversarial space industry supply chains have been targeted in the past, and are compromised today, to for example enable pinpoint sabotage or facilitate continuous intelligence collection efforts. サプライチェーンに関しては、専門メーカーや代替サプライヤーが少ないため、宇宙経済ではサプライチェーンの断片化が常態化していると指摘しています。しかし、サプライヤー、コントラクター、大手航空会社のネットワークに APT が侵入した例はありますが、すべてではないにせよ、そのほとんどがスパイ活動に関連したものです。また、この研究では、敵対的な国家は、Stuxnet の展開を通じてイランが身をもって学んだように、広範囲ではないにしても、同じサプライチェーンリスクに直面している可能性が高いと説明しています。敵対する宇宙産業のサプライチェーンが過去にどの程度まで標的にされていたのか、そして現在も危険にさらされているのか、推測するしかありません。例えば、ピンポイントでの破壊工作を可能にしたり、継続的な情報収集活動を促進したりするために。
Section 1.3 focuses on space-based assets. It notes that particularly military satellite systems owned by Western nations are not always single-use or single-owned – and can pivot if necessary, to commercial satellite services to bridge short-term redundancy gaps. Adversaries who seek to disrupt or degrade specific satellite services will have a hard time to achieve persistent and tangible effects. A similar logic applies to commercial space assets given that service disruptions might create regional cascading effects that are undesirable, uncontrollable, and too public for an adversary’s risk appetite. 第 1.3 章では、宇宙ベースの資産に焦点を当てています。特に欧米諸国が保有する軍事衛星システムは、必ずしも単一用途・単一所有ではなく、必要に応じて商業衛星サービスに軸足を移し、短期的な冗長性のギャップを埋めることができることを指摘しています。特定の衛星サービスを妨害・劣化させようとする敵は、持続的かつ具体的な効果を得ることは難しいでしょう。同様の理屈が商業宇宙資産にも当てはまり、サービスの途絶は、望ましくない、制御不可能な、敵対者のリスク許容範囲を超えた地域的な連鎖効果を生み出す可能性があります。
On the subject of legacy systems, the study notes that there are different logics at play between commercial satellite operators and the military when it comes to satellite life spans. The latter prefers higher refresh rates, while the former is interested in long-term use. A potential solution to bridge this gap is to build hybrid satellite constellations that connect military and commercial satellites – which would also introduce a whole new cybersecurity dimension in space as satellite-to-satellite communications are rather rare. The study also explains the difference between operating systems on Earth and real-time operating systems used in space. This also includes the problem of patching vulnerabilities in space which is similar to the forever-day vulnerability problem in industrial control systems back on Earth. The study thus notes that the cybersecurity lessons learned in space are not very much different from the best practices on Earth. レガシーシステムに関しては、衛星の寿命に関して、商業衛星オペレーターと軍との間で異なる論理が存在することが指摘されています。後者はより高い更新を好み、一方の軍部は長期的な使用を重視しています。このギャップを埋めるためには、軍用衛星と商業衛星を接続するハイブリッド衛星コンステレーションを構築することが考えられますが、衛星間の通信がほとんど行われていない宇宙では、サイバーセキュリティの面でも全く新しい局面を迎えることになります。この研究では、地球上の OS と宇宙で使われるリアルタイム OS の違いについても説明しています。これには、宇宙における脆弱性のパッチ適用の問題も含まれています。これは、地上の産業用制御システムにおける永遠に続く脆弱性の問題に似ています。このように、宇宙で学ぶサイバーセキュリティの教訓は、地上でのベストプラクティスと大きな違いはないとしています。
In terms of the data colonization of space, i.e., the deployment of data centers in space, the study points out that while there are still major hurdles to their creation, a move toward mirroring Earth-based infrastructure in space is going to create synergies and overlaps that have long shielded space-based infrastructure from non-state adversaries. また、宇宙にデータセンターを設置する「宇宙データコロナイゼーション」については、その実現にはまだ大きなハードルがあるものの、地球上のインフラを宇宙に反映させることで、これまで宇宙のインフラが非国家的な敵から守られてきたこととの相乗効果や重複効果が期待できると指摘しています。
Section 1.4 explains the fundamentals of up- and downlinks and highlights that there is a major difference between intercepting unencrypted communications from an Iridium constellation satellite and conducting real-time packet injections into target communications as carried out at Menwith Hill Station. 第 1.4 章では、アップリンクとダウンリンクの基礎について説明し、イリジウム衛星からの暗号化されていない通信を傍受することと、メンウィズ・ヒル・ステーションで実施されたターゲットの通信にリアルタイムでパケットを注入することには大きな違いがあることを強調しています。
Section 2 discusses two case studies: NASA and Galileo. The NASA case study highlights that there are fundamental hurdles for cybersecurity progress that are not caused by technical problems but are induced by administrative and organizational shortcomings. Meanwhile, the Galileo case is an example of public communication failures and an opaque organizational structure that can exacerbate a severe IT problem. Both cases exemplify the difficulties of tackling cybersecurity in a highly bureaucratic and multi-stakeholder environment within the space economy. 第 2 章では、2 つのケーススタディについて説明します。NASA と Galileo です。NASA のケーススタディは、技術的な問題に起因するのではなく、管理的・組織的な欠点によって誘発されるサイバーセキュリティの進歩に対する根本的なハードルがあることを強調している。一方、ガリレオのケースは、公的なコミュニケーションの失敗と不透明な組織構造が、深刻なIT 問題を悪化させる例です。どちらのケースも、宇宙経済の中で、高度に官僚的で複数の利害関係者が存在する環境でサイバーセキュリティに取り組むことの難しさを例示しています。
Section 3 takes a closer look at five major cybersecurity incidents that have been widely cited and used in numerous research papers and conference talks on the topic of cybersecurity in space. The study calls out several misinterpretations, the spread of false information, and rectifies the narrative to separate reality from fiction and rumors. The section also utilizes the case of Jay Dyson and H4GiS to showcase how cybersecurity issues at work can migrate into a private setting and become deeply personal. As militaries around the globe are increasingly attracted to the idea of running information warfare campaigns to create persistent psychological effects within a population or target workforce, maintaining and caring for the mental health of network defenders will highly likely become a priority for government agencies and the private sector alike. 第 3 章では、宇宙におけるサイバーセキュリティをテーマにした数多くの研究論文や会議で広く引用され、使用されている5 つの主要なサイバーセキュリティインシデントについて詳しく見ていきます。この研究では、いくつかの誤った解釈や誤った情報の拡散を呼び起こし、現実とフィクションや噂を分けるために物語を修正しています。また、ジェイ・ダイソンと H4GiS のケースを利用して、仕事上のサイバーセキュリティの問題がプライベートな場に移行し、深く個人的なものになることを紹介しています。世界中の軍隊が、人口や対象となる労働力に持続的な心理的影響を与えるために情報戦キャンペーンを展開するというアイデアにますます惹かれるようになっている中、ネットワーク防衛者のメンタルヘルスを維持しケアすることは、政府機関と民間企業の両方にとって優先事項となる可能性が高いでしょう。
Section 4 explains the Hack-A-Sat challenge at DEFCON 2020 to highlight the various challenges and different knowledge necessary to both the adversary and the defender to control and command space assets. It also specifically emphasizes the efforts by the hacking community and the US government in advancing outreach and getting people involved into satellite security and securing the space economy at large. 第  4 章では、DEFCON 2020 における「Hack-A-Sat」チャレンジについて説明し、宇宙資産を制御・指揮するために敵対者と防御者の双方が必要とする様々な課題や知識について強調しています。また、ハッキング・コミュニティや米国政府が、衛星のセキュリティや宇宙経済全体の安全性確保に向けたアウトリーチ活動を推進し、人々を巻き込んでいることを特に強調しています。
Section 5 outlines various implication for Switzerland, including: 第  5 章では、スイスにとっての様々な示唆をまとめています。
(1) The Swiss federal government would be well-advised to comprehensively map out current Swiss space dependencies and redundancies across the identified nine critical infrastructure sectors and 27 sub-sectors. (1) スイス連邦政府は、特定された9 つの重要インフラ部門と 27 のサブ部門について、現在のスイスの宇宙への依存性と冗長性を包括的にマッピングすることを推奨します。
(2) It might also be prudent to map out potential cascading effects of what might occur if one or several satellites, ground stations, relevant webservers and/or data outside of Swiss territory becomes unavailable due to a persistent cyber incident. (2) また、スイス国外にある衛星や地上局、関連するウェブサーバやデータが、持続的なサイバーインシデントによって利用できなくなった場合、どのような影響が連鎖的に発生するかを想定しておくべきです。
(3) The federal government ought to proactively engage the European Commission and coordinate with other members of the European Space Agency (ESA) to insert itself into the EU debate on pan-European critical infrastructure. (3) 連邦政府は、欧州委員会に積極的に働きかけ、欧州宇宙機関(ESA)の他のメンバーと調整して、汎欧州的な重要インフラに関する EU の議論に参加すべきです。
(4) The federal government would do well to open up the debate on ESA’s cybersecurity posture, threat environment, and public outreach and communication practices. (4)  連邦政府は、ESA のサイバーセキュリティの態勢、脅威の環境、広報活動やコミュニケーションの実践について議論を深めることが望ましい。
(5) It might be prudent to stand up a joint cyber task force together with various ESA member countries to proactively tackle cyber-related incidents affecting the Agency. (5) ESA に影響を与えるサイバー関連のインシデントに積極的に取り組むために、ESA 加盟各国と共同でサイバータスクフォースを立ち上げるのが賢明でしょう。
(6) The federal government should seek clarification from the European Commission as to whether Swiss companies and government departments can get involved in the Commission’s plan to build up a European satellite communication system. (6) 連邦政府は、欧州委員会が計画している欧州衛星通信システムの構築に、スイスの企業や政府部門が関与できるかどうかについて、欧州委員会に説明を求めるべきです。
(7) The Swiss Defense Department, in cooperation with RUAG and Armasuisse, could partner up with selected European or US counterparts to pick up on the success of Hack-A-Sat and advance a series of hacking challenges pertaining to the space economy across Europe and the US. (7) スイス国防省は、RUAG や Armasuisse と協力して、「Hack-A-Sat」の成功を受けて、ヨーロッパやアメリカで宇宙経済に関する一連のハッキング・チャレンジを実施することができます。
(8) Swiss government departments and/or research institutions might want to serve as neutral arbiters that collect information and investigative reports on past cyber incidents affecting the space economy to paint a realistic picture of what actually occurred (excluding attribution claims). (8) スイスの政府機関や研究機関は、中立的な判断者として、宇宙経済に影響を与えた過去のサイバー事件に関する情報や調査報告書を収集し、実際に起こったことをリアルに描き出すことができるかもしれません(帰属の主張は除く)。
(9) A comprehensive and structured revisiting of past cases by a Swiss government department will most likely spur a reflection on how past incidents have been covered by the media and have been able to proliferate throughout the information security and policy community unchallenged – leading hopefully to better journalistic practices and better research conduct. (9) スイスの政府機関が過去の事件を包括的かつ体系的に再検討することで、過去の事件がどのようにメディアに取り上げられ、情報セキュリティや政策のコミュニティに無関係に広まっていったのかを振り返ることができ、よりよいジャーナリズムの実践やよりよい研究の実施につながることが期待されます。
(10) Switzerland should also keep an eye out on the legal debates that have and will increasingly occur when it comes to the interception of satellite communications by intelligence agencies, and the legal status of data transmitted and hosted in space. (10) また、情報機関による衛星通信の傍受や、宇宙空間で送信・ホストされるデータの法的地位について、これまでも、そして今後も、法的な議論が行われていくことにも注目したい。
Section 5.1 provides a brief horizon scan that highlights three trends: 第  5.1 章では、3 つのトレンドに焦点を当てた簡単なホライズンスキャンを行っています。
(a) Satellite Internet broadband constellations will become an essential extension – if not even a dominating part – of cyberspace as we know it. Opening up new regulatory and legal questions in a domain populated by vendors with little cybersecurity experience. (a) 衛星インターネット・ブロードバンド・コンステレーションは、私たちが知っているようなサイバースペースの重要な延長線上に、あるいは支配的な部分になるでしょう。サイバーセキュリティの経験がほとんどないベンダーが参入している分野で、新たな規制や法的問題が発生しています。
(b) The increased hybridization of space assets will most likely lead to new adversarial targeting dynamics against space-based assets. (b) 宇宙資産のハイブリッド化が進むと、宇宙ベースの資膨大なデータ量と宇宙空間でのデータストリームの再編成により、地球上に新たな標的と攻撃のベクトルが開かれることになります。
(c)  The sheer data volume and realignment of data streams through space will open up new target and attack vectors on Earth. (c)膨大なデータ量と宇宙空間でのデータストリームの再調整により、地球上に新たな標的と攻撃のベクトルが生まれます。


・[DOC] 本文部分の仮訳



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