Як буде працювати маршрутизація пакетів Starlink від SpaceX?

Супутниковий кластер SpaceX Starlink останнім часом отримує все більше і більше заголовків, оскільки він продовжує додавати супутники із захоплюючою дух швидкістю. Більша частина цього освітлення в новинах була зосереджена на тому, як це впливає на любителів неба і як це може принести користь людям у віддалених регіонах. Але технічні деталі мають значення, і в блозі Кейсі Хендмер недавно було обговорення одного з найбільш важливих аспектів того, як насправді працює Starlink – що він робитиме зі своїми даними?

В мережевому жаргоні дані квантуються в «пакети», які є наборами одиниць і нулів, зрозумілі комп’ютерам. У випадку Starlink ці пакети будуть передаватися між наземними станціями і серією супутників, розміщених на 9 окремих навколоземних орбітах. Кожна орбіта буде містити кілька супутників, і покрита територія кожного супутника буде перекриватися з супутниками на північ і південь від нього. Коли сузір’я буде повністю сформовано, кожен метр на Землі буде покритий як мінімум двома супутниками Starlink.

У майбутніх версіях супутників для зв’язку між собою будуть використовуватися лазери. Але поки їм доведеться використовувати наземні станції для зв’язку з іншими супутниками. Отже, буде передаватися велика кількість пакетів між супутниками, наземними станціями і терміналами кінцевих користувачів. Інформація, що описує такий заплутаний шлях для кожного пакета, повинна десь зберігатися. Це місце називається «метаданими».

Метадані зазвичай використовуються для позначення частин пакета даних, які не містять фактичної інформації, що передається. Вони містять таку інформацію, як довжина пакета, точка відправлення і пункт призначення. Можливо, ці дані цінніші, ніж вміст більшості пакетів. Це дозволить зацікавленій стороні побачити, хто з ким пов’язаний, коли вони спілкувалися і скільки інформації було передано.

Таким чином, конфіденційність займає центральне місце в будь-якій системі, яка сподівається стати основою Інтернету. Ця система безпеки повинна буде вирішити багато потенційних проблем, включно з тим, що самі супутники потенційно можуть записувати дані, або зловмисник, що перехоплює промені, які використовуються для зв’язку між супутником і наземною станцією. Шифрування може вирішити деякі з цих проблем, наприклад, перехоплення пакету, але не вирішить інші, наприклад, ФБР змушує SpaceX реєструвати трафік від одного конкретного користувача Starlink.

У своєму блозі Кейсі обговорює проблему з нуля, описуючи систему, яка надає мінімум інформації на кожному етапі процесу маршрутизації пакетів. Ця спрощена система повинна була б враховувати такі речі, як рух супутників, втрату супутників і безліч інших можливих ускладнень, але по своїй суті вона могла працювати. Кейсі підрахував, що як мінімум маршрутизатор (або супутник) може отримати доступ тільки до 2-3 бітів інформації, що досить просто для відправки пакета і збереження його цілісності.

Приклад, який він використовує для демонстрації цієї спрощеної методології, описує пакет, що йде з Лос-Анджелеса в Нью-Йорк. У першого супутника просто є біт, який показує, що він повинен передати пакет «на північний схід». Потім дані, що ідентифікують його вихідне місце розташування, видаляються з пакета, і нова інформація, що показує спрямованість для наступного супутника, розкривається в тому ж 2-3-бітному просторі. Приймаючий супутник просто знає, що пакет прибув з південного заходу, якої довжини пакет, і що йому також необхідно передати пакет на північний схід. Ця спрощена спрямованість зберігається до тих пір, поки останній супутник не передасть інформацію на наземну станцію, яка потім може передати пакет кінцевому користувачеві в Нью-Йорку.

Цей спрощений підхід спрямованості міг би поєднуватися з іншим методом захисту від злому, відомим як система «маніпуляції». У прикладі Кейсі є два окремих ключі – один для «часу» і один для «простору». Кожен ключ, який потрібно навіть для доступу до метаданих пакета, буде дійсний протягом дуже короткого періоду часу і буде постійно оновлюватися залежно від геофізичного розташування супутників і часу, в яке був отриманий пакет. Навіть з ключем, якщо комусь вдасться перехопити пакет, термін дії ключа закінчиться протягом секунди, і пакет стане марним.

Подробиці про точну роботу системи можна побачити в блозі Кейсі. Немає ніякої гарантії, що SpaceX реалізує таке рішення, і, як каже сам Кейсі, «я роками не працював тільки над цією проблемою». Але рішення, яке він представляє, елегантно і потенційно може усунути деякі проблеми з конфіденційністю, які можуть виникнути з територією для будь-якої глобальної взаємозалежної космічної мережі. Принаймні, обговорення розв’язання проблеми конфіденційності та ефективності може дати Starlink ще більше часу в центрі уваги.

До речі, генеральний директор SpaceX Ілон Маск заявив, що тестування супутникового інтернету Starlink в Європі почнеться орієнтовно в лютому-березні 2021 року, про це він повідомив на своїй сторінці у Твіттері.

Від зазначив, що для запуску Starlink компанії доведеться отримувати дозволи в кожній окремій країні, бо загальноєвропейської практики регулювання таких питань поки немає.

Читайте також:

• SpaceX Ілона Маска хоче встановити на Марсі свій «власний правовий режим»
• SpaceX будуть використовувати Starship для очищення космосу від сміття