星鏈衛星網絡將如何處理數據?

2020-11-05 技術力量


星鏈衛星網絡將如何處理數據?

太空探索技術公司繼續以驚人的速度增加衛星,它將如何處理數據?

在網絡術語中,數據被量化為數據包,這是計算機可以理解的1和0的集合。在星鏈網絡中,這些數據包將在地面站和一系列停在九個獨立低地軌道上的衛星之間傳輸。每條軌道將包含若干顆衛星,每顆衛星所覆蓋的地域將與它北邊和南邊的衛星重疊。當星鏈網絡建成後,地球上的每一個地方都將被至少兩顆星聯衛星所覆蓋。

未來版本的星鏈衛星將使用雷射進行相互通信。但現在,它們必須使用地面站與其它衛星對話。因此,衛星、地面站和終端用戶終端之間將有大量的數據包傳遞。描述每個數據包的路徑的信息必須存儲在某個地方,這個地方叫做元數據。

元數據通常用來表示數據包中不包含實際傳遞信息的部分。它包含了數據包的長度、起始點和目的地等信息。可以說,這些數據比大多數數據包的內容更有價值。它可以讓有興趣的人看到誰和誰聯繫,他們什麼時候進行了通信,以及共享了多少信息。在某些情況下,比如恐怖分子的信使接了一個電話,這種類型的元數據會產生致命的後果。

因此,隱私是任何希望成為網際網路支柱的系統的核心。這個安全網必須應對許多潛在的挑戰,包括衛星本身可能會記錄數據,或有不法分子攔截衛星和地面站之間的通信波束。加密可以解決其中的一些問題,比如數據包攔截,但不會解決其它問題,比如美國聯邦調查局強迫太空探索技術公司記錄某個星鏈用戶的流量。

為了從根本上解決這個問題,需要一個對數據包路由過程中的每一步都暴露出最低限度信息的系統。這個簡化的系統必須考慮到諸如衛星移動、衛星丟失和無數其它潛在的複雜情況,但在其核心,它可以工作。經過計算,至少一個路由器或衛星可以暴露的只有兩到三個位的信息,簡單地足以發送數據包的方式,並保持其完整性。舉例來說,一個從洛杉磯到紐約的數據包。第一顆衛星只是有一個數位顯示它,它必須傳輸的數據包 "東北"。數據識別它的原點位置,然後從數據包中刪除,和新的信息顯示的方向性為下一個衛星顯示在相同的兩個到三個數位的空間。接收衛星只需知道一個數據包從西南方向到達,數據包有多長,它還需要把數據包傳到東北方向。這種簡化的方向性一直持續到最後一顆衛星將信息傳給地面站,地面站就可以將數據包傳給紐約的終端用戶。

這種簡化的方向性方法將與另一種被稱為密鑰系統的反黑客技術相結合。有兩個獨立的密鑰:一個用於時間,一個用於空間。每一個密鑰,即使是訪問數據包的元數據也是需要的,它的有效期很短,並且會根據衛星的地球物理位置和數據包的接收時間不斷更新。即使有了密鑰,如果有人成功攔截了數據包,密鑰也會在一秒鐘內失效,數據包也就失去了作用。

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    馬斯克說:「一旦這些寬帶衛星到達目標位置,我們將能夠在美國北部和加拿大南部推出一個公開測試的衛星寬帶,並且一旦得到監管部門的許可,我們就將在其它國家陸續部署。」本周二,SpaceX在佛羅裡達州完成了其第13次「星鏈」部署任務,在該系統中增加了60顆小衛星,使其總數達到近800顆衛星的水平。
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