乌克兰卫星电视系统攻击事务安全分析
颁布功夫 2024-05-21一、概述
据表媒报路 ，2024年5月9日 ，黑客对乌克兰的电视频路进行了入侵 ，使得部门乌克兰居民气表旁观到了莫斯科红场的成功日阅兵直播。这次攻击影响了StarLightMedia和Inter两家电视台的卫星广播 ，攻击别离在当日上午10点至10点18分、11点27分至11点29分以及中午12点51分至12点55分三个功夫段内产生。为了应对这一情况 ，有关频路不得不临时堵截卫星信号。
黑客通过播放莫斯科的成功日阅兵直播 ，意在传布特定的政治信息和宣传 ，这种信息战的战术旨在塑造或扭曲乌克兰民多对俄乌矛盾的认知。这种战术可能对乌克兰内部的政治不变和民气造成影响 ，增长社会割裂。
近年来网络空间地缘政治化的趋向日益显著 ，针对卫星或电视系统的关键基础设施的安全事务越来越多：
? 2022年2月24日俄乌矛盾发作时 ，覆盖乌克兰地域的美国卫星运营商Viasat遭逢网络攻击 ，导致数千乌克兰用户、数万名欧洲其他地域用户断网。
? 2023年 ，以色列13频路电视台遭到黑客网络攻击 ，画面被插播巴勒斯坦国旗。
? 2023年 ，莫斯科国度广播电台和电视频路服务器在遭到黑客入侵后 ，发出了虚伪的空袭警报。
为此 ，GA黄金甲ADLab针对这次数字卫星电视系统的攻击事务进行了技术性分析。
二、卫星电视系统架构
图1 卫星电视系统示意
卫星电视系统通讯过程 ，涉及内容的编码、传输和接管。这个过程重要能够分为以下几个步骤：
（1）内容编纂与编码：拍摄后的原始视频和音频内容必要通过编纂整顿成最终的播出体式。之后 ，这些内容会被转换（编码）成适合于卫星传输的体式。这一步通常蕴含压缩和编码 ，这样可能削减数据的大幼 ，确保它能够有效地通过卫星链路传输。
（2）上行信号传输：编码后的信号被传输到上行地面站。这里 ，信号会被进一步处置 ，并转换为微波信号 ，而后通过壮大的发射天线发射到空中的卫星。
（3）卫星中继：微波信号达到地球同步轨路上的卫星后 ，卫星会接管这些信号 ，并对其进行再放大和处置。而后 ，卫星会使用分歧的频率（下行信号通常使用与上行分歧的频率 ，以预防信号滋扰）将信号沉新发送回地球。
（4）下行信号接管：地球上的各类接管站（如有线电视网络的地面接管站或幼我的卫星接管盘）捉拿来自卫星的信号。这些信号经过低噪声放大器(LNA)放大后 ，被转换为电视机或其他设备能够鉴别和处置的体式。
（5）内容分发与播出：接管到的信号被送往电视网络或直接传送到用户的电视接管器。在电视网络中 ，信号可能会经过进一步的处置和分发 ，以适应分歧地域或用户群的需要。
（6）电视接管：最终 ，观多通过他们的电视或接管设备旁观这些节目。这些设备将卫星信号解码 ，转换成音频和视频输出 ，供用户旁观和听取。
三、数字电视卫星的安全攻击面
卫星电视系统蕴含地面发射节造系统、星载转发系统和地面接管系统三大部门。与卫星有关的攻击面重要蕴含以下四部门。
3.1 卫星信号滋扰
信号滋扰是常用的卫星攻击技术。攻击者覆没或压造信号、发射机或接管机 ，滋扰合法传输。
滋扰已成为卫星服务受损或回绝服务的重要原因。黑客使用定向天线 ，输出专门的滋扰信号 ，其功率足以覆盖原始传输的信号。卫星信号滋扰的两种大局重要是轨路滋扰和地面滋扰。
3.1.1 轨路滋扰
在轨路滋扰中 ，攻击者通过恶意上行链路站直接向卫星发送覆盖频率波段的信号。这样卫星会收到混合的滋扰信号与合法信号 ，因而无法正常工作。滋扰信号可能覆盖合法传输并阻断其向接管方的传输。
针对上行链路的洪泛攻击被以为是最具粉碎性的攻击 ，由于它可能大面积地影响所有可能的接管方的通讯。
上行链路滋扰对卫星的物理影响相对较幼 ，由于它能够滋扰卫星在大领域内的传输 ，但只是临时的 ，并且不会永远侵害指标系统。
针对节造号令的上行链路滋扰能够阻止卫星接管来自地面的号令。它还能够针对用户传输的数据 ，从而滋扰接管方的正常数据的接管。
3.1.2 地面滋扰
地面滋扰不是像轨路滋扰那样以卫星自身为指标 ，而是向本地消费者级卫星天线的方向发射恶意的卫星信号。滋扰频率限于特定区域 ，并且仅可能滋扰特定地位的卫星发出的频率。幼型便携式地面滋扰机易于采办和使用 ；它们在城市地域的射程通常为3-5公里 ，而在村落地域 ，它们的射程能够增长到20公里。
下行链路滋扰是一种可逆攻击 ，它只影响滋扰机视线领域内的用户。针对对地面设备的滋扰攻击可能会影响卫星架构的有限部门 ，从而造成轻微侵害。
2006年 ，Robert Kehler中将在美国多议院军事委员会战术队列幼组委员会作证时强调 ，美国军方租赁的贸易系统已经受到滋扰。在“伊拉克自由行动”期间 ，对16个月期间贸易卫星通讯链路的分析发现 ，有50起纪录在案的贸易卫星通讯滋扰军事通讯的事务 ；其中五次攻击注定是由敌对滋扰源执行的。
3.2 卫星流量窃听
与滋扰分歧 ，窃听传输允许攻击者接见传输的数据。只管险些每一个卫星通讯都是加密的 ，但是我们能够从好多公开的信息渠路获得若何使用现成的产品来拦截卫星传输 ，无论这些传输是携带卫星广播媒体、卫星电话对话还是互联网流量。
2012岁首 ，德国安全钻研人员证明 ，使用市场上现成的设备 ，只有一台幼我电脑和一根天线 ，就能够很容易地拦截和破译卫星电话。卫星电话运营商选取了两种加密尺度算法 GMR-1和GMR-2来� ；ぴ擞痰奈佬堑缁靶藕诺陌踩�。在非洲、中东和北亚的Thuraya卫星电话都选取了这两种加密算法。
GMR-1是由GSM尺度实现的A5/2算法的变体。它很容易受到纯密文攻击。GMR-2尺度引入了一种新的加密算法 ，但是它的加密强度不够 ，只有64bits。2017年 ，两名中国安全钻研专家发现GMR-2算法存在严沉缺点 ，选取新型实时回转攻击步骤 ，险些能够实时破解GMR-2的加密密钥。钻研人员称：“在一个3.3GHzCPU的推算机平台上 ，我们能够在0.02秒内破解出GMR-2密码。GA黄金甲钻研成就再次证明 ，在GMR-2密码尺度中存在严沉的安全缺点 ，因而卫星通佩服务提供商应该尽快升级各自所选取的加密系统 ，以提升通讯的保密性。”
加强卫星传输数据的加密会带来一系列的问题。首先是运营成本的增长 ；另一个必要思考的成分是对整体机能的影响。安全专家称加密卫星信号会导致机能降落80%。
3.3 卫星信号沉放攻击
卫星信号沉放攻击重要是针对地面站的上行链路信号沉放 ，地面发射站的上行链路信号蕴含卫星节造号令及用户传输数据。卫星的节造号令是卫星节造指针对卫星的节造技术 ，蕴含卫星姿势节造、温度节造、动力节造等。攻击者提前录造并沉放卫星�？睾帕钅芄晃痹旌戏ㄓ没Ы谠煳佬� ，严沉的能够调整卫星的空中姿势 ，注入恶意代码等。
3.4 高能脉冲攻击
反卫星激光兵器能够通过地基或天基向指标卫星发射高功率脉冲 ，高脉冲能量通过卫星接管天线对卫星内部电子器件造成不成逆的中伤 ，可能导致整个卫星测控�？槠肴� ，造成卫星的回绝服务。
四、事务分析
4.1 卫星介绍
乌克兰电视频路StarLightMedia和Inter TV是乌克兰的两大电视台 ，其中StarLightMedia选取了以色列Spacecom公司的Amos-3及Amos-7卫星进行数字电视卫星广播。Inter TV选取了以色列Spacecom公司的Amos-3卫星进行数字电视卫星广播。
表1 Amos-3卫星根基参数表
图2 Amos-3卫星Ku波段垂直方向在欧洲覆盖情况
表2 Amos-7卫星根基参数表
图3 Amos-7卫星Ku波段垂直方向在欧洲覆盖情况
表3 被攻击的卫星电视频路根基参数表
4.2 攻击方式分析
图4 卫星电视攻击事务现场成效
表4 被攻击的卫星电视频路根基参数表
由于这种攻击手法选取攻击功夫较短 ，但覆盖面及影响面比力大 ，能够影响到乌克兰大面积的河山面积。选取卫星信号滋扰攻击的方式 ，由于攻击源头由攻击者节造 ，车载的攻击源能够移动 ，攻击能够在境表分歧地位实现 ，很难从源头定位并堵截攻击起源。
据报路 ，2024年4月17日乌克兰1+1 Media旗下的卫星电视频路也遭逢了严沉的攻击 ，攻击者滋扰 Astra 4A和Hotbird 13E 星上属于乌克兰电视频路的卫星信号。这家媒体巨头泄漏 ，蕴含其该媒体旗下的39个频路无法接见 ，这对该国媒体基础设施造成了沉猛进攻。官方建议选取其他方式获取电视信号 ，蕴含 T2、有线、OTT 和基于互联网的平台 ，以减轻将来攻击对卫星广播的影响。
综合上述分析 ，我们以为攻击者选取轨路滋扰的攻击步骤进行插播的可能性最大。
下面我们来分析一下数字卫星电视插播的道理。
4.2.1 卫星电视插播的技术道理
卫星转发器的重要部件是大功率放大器。Ku波段的功率输出转发器通常选取行波管放大器或固定功放 ，当输入功率幼于鼓和点时 ，放大器工作在线性区。
若是输入功率超过额定值时 ，功率放大器就进入鼓和区或过鼓和区。大功率放大器会出现非线性效应。当功率放大器工作在过鼓和区 ，其输出功率大大降低 ，并且会出现功率大的信号挤压功率幼的信号的情况 ，并伴随出现大量噪声和误码率。
4.3 卫星滋扰攻击溯源技术
针对上行信号的滋扰攻击 ，能够通过“双星定位”技术等技术来追忆攻击者的方位。“双星定位”的道理就是利用两颗运行在地球同步轨路的卫星和用户之间的三角关系 ，来确定用户在地球表表的地位。双星定位系统能够实现对一个有限区域内的导航定位。双星定位重要涉及到地面接管站及两颗在轨卫星及卫星信号攻击者。在攻击者发送滋扰信号的时辰 ，卫星地面接管站凭据两颗在轨卫星的地位及两颗卫星接管到攻击者发送的统一信号的功夫差 ，能够推算出攻击者到两颗卫星的距离（星户距）。凭据卫星地面接管站的地心坐标 ，推算出攻击者到地心的距离。凭据同步轨路卫星1 ，卫星2 ，地面接管站的地心坐标 ，就能够推算出攻击者确其时的三维地位。
图6 双星定位溯源示意
五、安全防备建议
网络空间是地缘政治的映射。随着国际局势的变动 ，卫星或电视系统的关键基础设施面对严沉的安全挑战。我们仍必要在以下方面加强工作：
（1）加强卫星通讯的抗滋扰能力
通讯抗滋扰技术比力有效的步骤是选取扩频通讯。凭据扩频的方式分歧 ，重要分为直接序列扩频（DS）、跳频（FH）和跳扩结合等方式。
法国贸易卫星机队运营商欧洲通讯卫星组织在其推出的Eutelsat8 West B卫星上部署了尝试性尖端电视频路滋扰缓解职能。欧洲通讯卫星组织在卫星接管天线后面装置新一代变频器可能在不影响用户终端接管的下行链路频率的情况下更改上行链路信号的频率 ，这意味着卫星能够在被恶意上行链路信号滋扰时 ，地面发射台和卫星接管机能够进行同步变频 ，保障了服务的不变性。
此表 ，在地面卫星信号上行站也可选取功率较大的发射机和高增益发射天线来增长广播电视节主张上行功率 ，使滋扰幼于正常信号 ，进而达到强功率压造成效。
2023年底, 我国发射的中星6E卫星在自主可控的基础上 ，选取多种措施提升卫星抗滋扰能力 ，并优化转移轨路法式节造规划 ，确保卫星安全 ，保险广播电视节目安全传输。
（2）加强卫星信号传输链路、地面传输链路的安全监测。
当犯法电视信号插播时 ，由于TS传输信号的编码结构 ，复用结构等参数城市产生突变 ，在输出侧解码时会出现短功夫的马赛克及黑屏景象。地面接管站通过对码流或音视频质量的实时监控能够发现异常并报警。
（3）使用卫星通讯加密技术 ，保险播出内容安全。
通过对卫星电视的上行数据及节造信号的加密 ，能够有效预防插播攻击及敏感信息泄露。由于上行数据是加密的 ，接管端收到加扰视频数据后必要解扰解码后能力正确显示。若是解密不成功则会回绝显示电视视频内容。
在这种情况下 ，攻击者必要获得密钥能力提议插播攻击 ，不然只能造成黑屏的攻击成效。凭据卫星电视单点发射多点接管的特点 ，合理地使用公钥系统技术能够很好地保险了内容的安全。
（4）加强素材起源、EPG、第三方CP、OTT直播的管控 ，从输入侧减低风险隐患。
对于节目造作的素材 ，我们要做到素材起源都要先进行安全杀毒检测 ，对于来历不明的素材坚定不使用。
由于OTT传输由于选取互联网传输 ，容易受到网络攻击。关关OTT直播通路 ，关关不安全的内容入口 ，保险电视传布的安全。
EPG（电子节目指南系统）、CP（第三方内容提供商）这些影响到安全播出的第三方系统往往是我们防御的幽微环节 ，容易成为攻击者的指标。
（5）强化网络天堑防护,在网络关键节点部署上网行为治理、入侵防御检测、天堑防火墙等安全设备 ，有效回绝非授权接见 ，自动防御阻断表部攻击。
2015年4月8日晚间 ，法国电视5台（TV5 Monde）法语频路受到黑客攻击。
法国电视5台向媒体介绍说 ，8日晚10时左右 ，袭击从电视台的社交网络起头 ，紧接着 ，电视台内部信息系统以及全球领域内的发射台同时陷入瘫痪。工作人员在两幼时后复原了对社交网络的节造 ，但直到9日早上 ，电视台网站仍无法使用 ，电视节目也只能在部门地域播放。
[1]https://news.china.com/socialgd/10000169/20240510/46499879.html
[2]https://www.infosecinstitute.com/resources/scada-ics-security/hacking-satellite-look-up-to-the-sky/
[3]http://www.xinhuanet.com/science/2022-08/19/c_1310654162.htm
[4]https://m.spacechina.com/n2014789/n2014809/c3972913/content.html
京公网安备11010802024551号