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Starlink的包我的漂亮小媳妇 完整版路由会如何工作?

天文学与空间 2022-04-30 00:01:10

安迪·托马斯维克,《今日宇宙》 信用:SpaceX SpaceX公司的Starlink卫星群最近一直备受关注,因为它继续以惊人的速度增加卫星

大部分新闻报道都集中在它如何影响业余天文爱好者,以及它如何让偏远地区的人们受益

但是技术细节确实很重要,在凯西·汉德默的博客上,最近有一个关于星联实际运作的最重要方面的讨论——它将如何处理它的数据? 用网络术语来说,数据被量化成“包”,即计算机可以理解的一组1和0

在Starlink的例子中,这些数据包将在地面站和一系列停在九个独立低地球轨道的卫星之间反弹

每个轨道将包含许多卫星,每个卫星覆盖的区域将与它的南北卫星重叠

当星座完成后,地球上的每一个点都将被至少两颗星空卫星覆盖

未来版本的卫星将使用激光相互通信

但是现在,他们必须使用地面站与其他卫星通话

因此,在卫星、地面站和终端用户终端之间将会有大量的数据包通过

描述每个包的这种复杂路径的信息必须存储在某个地方

这个地方叫做“元数据”

" 元数据通常用于表示数据包中不包含正在传递的实际信息的部分

它包含数据包的长度、起点和目的地等信息

可以说,这些数据比大多数数据包的内容更有价值

这将使感兴趣的一方能够看到谁与谁有联系,何时进行交流,以及共享了多少信息

在某些情况下,例如当奥萨马·本·拉登的信使接到一个老朋友的电话时,这种类型的元数据会产生致命的后果

描述星联路由路径的视频

信用:马克·汉德里Youtube频道 因此,隐私对于任何希望成为互联网支柱的系统都至关重要

这个安全网将不得不应对许多潜在的挑战,包括卫星本身可能会记录数据,或者一个犯罪分子会拦截卫星和地面站之间用来通信的波束

加密可以解决其中的一些问题,如数据包拦截,但不能解决其他问题,如美国联邦调查局强制SpaceX记录来自某个特定Starlink用户的流量

在他的博客中,凯西从头开始解决这个问题,描述了一个在包路由过程的每一步中暴露最少信息的系统

这个简化的系统必须考虑到诸如卫星移动、卫星丢失和无数其他潜在的复杂因素,但从本质上来说,它是可行的

凯西计算出,一个路由器(或卫星)至少可以暴露在2到3位的信息中,这足以让数据包顺路发送并保持其完整性

讨论Starlink令人难以置信的发布时间表的视频

他用来展示这种简化方法的例子描述了一个从洛杉矶到纽约的包裹

第一颗卫星只是有一个比特显示它必须向“东北方向”发送数据包

“识别其起始位置的数据随后从数据包中删除,显示下一颗卫星方向性的新信息在相同的两到三位空间中显示出来

接收卫星只需知道一个信息包是从西南方到达的,信息包有多长,并且它还需要将信息包传送到东北方

这种简化的方向性一直持续到最后一颗卫星将信息传递给地面站,地面站再将信息包传递给纽约的最终用户

加密密钥是如何工作的

信用:电脑爱好者Youtube频道 这种简化的方向性方法将与另一种被称为“键控”系统的反黑客技术相结合

在凯西的例子中,有两个独立的键——一个代表“时间”,一个代表“空间”

“每一个密钥,甚至是访问一个包的元数据所需要的密钥,都将在很短的时间内有效,并将根据卫星地球物理位置和接收包的时间不断更新

即使有了密钥,如果有人设法拦截了数据包,密钥将在一秒钟内过期,数据包将变得无用

具体的系统操作细节可以在凯西的博客上看到

不能保证SpaceX会实现这样的解决方案,正如凯西自己所说,“我没有花几年时间只研究这个问题

“但他提出的解决方案是优雅的,并有可能缓解隐私问题,这将是任何全球互联空间网络的领土

不说别的,讨论隐私和效率问题的解决方案可以让Starlink有更多的时间在聚光灯下

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