Hvordan vil Starlinks pakkerouting fungere?

SpaceX's Starlink-satellitklynge har modtaget meget overskriftsplads for nylig, da den fortsætter med at tilføje satellitter i et betagende tempo. Meget af denne nyhedsdækning har fokuseret på, hvordan det påvirker amatørskygazere, og hvordan det kan gavne folk i fjerntliggende områder. Men tekniske detaljer betyder noget, og over på Casey Handmers blog, der var for nylig en diskussion af et af de vigtigste aspekter af, hvordan Starlink faktisk fungerer – hvad vil det gøre med sine data?

I netværkssprog, data kvantificeres til "pakker, " som er sæt af enere og nuller, som computere kan forstå. I tilfælde af Starlink, disse pakker vil hoppe mellem jordstationer og en række satellitter, der er parkeret i ni separate lav-jordbaner. Hver bane vil indeholde et antal satellitter, og hver satellits dækkede territorium vil overlappe med satellitterne nord og syd for det. Når konstellationen er færdig, hvert sted på Jorden vil være dækket af mindst to Starlink-satellitter.

Fremtidige versioner af satellitterne vil bruge lasere til at kommunikere indbyrdes. Men for nu, de skal bruge jordstationer til at tale med andre satellitter. Derfor, der vil være en stor mængde pakker, der passerer mellem satellitter, jordstationer og slutbrugerterminaler. Den information, der beskriver en sådan indviklet sti for hver pakke, skal gemmes et sted. Det kaldes et eller andet sted "metadata".

Metadata bruges almindeligvis til at betegne de dele af en datapakke, der ikke indeholder den faktiske information, der sendes. Den indeholder information som længden af ​​pakken, udgangspunktet, og destinationen. Formodentlig, disse data er mere værdifulde end indholdet af de fleste pakker. Det ville gøre det muligt for en interesseret part at se, hvem der er forbundet med hvem, når de kommunikerede, og hvor meget information der blev delt. I nogle situationer, som da Osama bin Ladens kurer tog et opkald fra en gammel ven, denne type metadata kan have dødelige konsekvenser.

Privatliv er derfor centralt for ethvert system, der håber at blive rygraden på internettet. Det sikkerhedsnet skal håndtere mange potentielle udfordringer, inklusive satellitterne, der potentielt logger dataene eller en ondsindet faktor, der opsnapper de stråler, der bruges til at kommunikere mellem en satellit og jordstation. Kryptering kan løse nogle af disse problemer, såsom pakkeaflytning, men ville ikke løse andre, såsom at FBI tvinger SpaceX til at logge trafik fra en bestemt Starlink-bruger.

I sin blog, Casey tackler problemet fra bunden, beskriver et system, der eksponerer et minimum af information for hvert trin i pakkeroutingsprocessen. Dette forenklede system skulle tage højde for ting som satellitbevægelser, tab af satellit, og utallige andre potentielle komplikationer, men i sin kerne, det kunne virke. Casey beregner det, som minimum, en router (eller satellit) kan kun udsættes for to til tre bits information, simpelthen nok til at sende pakken på vej og bevare dens integritet.

Eksemplet han bruger til at vise denne forenklede metode beskriver en pakke, der rejser fra Los Angeles til New York. Den første satellit har simpelthen en smule, der viser, at den skal sende pakken "nordøst". Data, der identificerer dens oprindelsesplacering, fjernes derefter fra pakken, og ny information, der viser retningsbestemmelsen for den næste satellit, afsløres i det samme to- til tre-bit rum. Den modtagende satellit ved simpelthen, at en pakke ankom fra sydvest, hvor lang er pakken, og at den også skal sende pakken mod nordøst. Denne forenklede retningsbestemmelse fortsættes, indtil den sidste satellit sender informationen til jordstationen, som så kan sende pakken videre til slutbrugeren i New York.

Denne forenklede retningsbestemte tilgang ville kombineres med en anden anti-hacking teknik kendt som et "keying" system. I Caseys eksempel, der er to separate taster - en for "tid" og en for "rum". Hver nøgle, som er påkrævet selv for at få adgang til en pakkes metadata, vil være gyldig i en meget kort periode, og ville opdatere løbende afhængigt af satellittens geofysiske placering og hvornår pakken blev modtaget. Selv med nøglen, hvis det lykkedes nogen at opsnappe pakken, nøglen ville udløbe inden for et sekund, og pakken ville blive ubrugelig.

Detaljer om den nøjagtige systemdrift kan ses i Caseys blog. Der er ingen garanti for, at SpaceX ville implementere en sådan løsning, og som Casey selv siger, "Jeg har ikke brugt år på kun at arbejde på dette problem." Men den løsning, han præsenterer, er elegant og kan potentielt dulme bekymringer om privatlivets fred, der ville komme med territoriet for ethvert verdensomspændende sammenkoblet rumnetværk. Om ikke andet, diskussionen om en løsning på privatlivs- og effektivitetsproblemet kan give Starlink endnu mere tid i rampelyset.