Protocolo seguro para injeção de código em cubesats

Abstract

Um projeto de satélite do tipo CubeSat começa com a identificação de suas necessidades e continua com seu desenvolvimento, montagem, lançamento, operação e obsolescência. No entanto, as necessidades podem mudar ao longo do ciclo de vida do satélite, como em qualquer projeto. Nos satélites do tipo CubeSat, a inclusão de novos serviços se torna um grande desafio, devido à impossibilidade de acesso físico aos equipamentos. Injeção de código é uma solução que permite a inclusão de novos serviços em um satélite após seu lançamento. A inclusão de novos serviços em equipamentos microcontrolados apresenta diversos desafios de segurança, principalmente em satélites do tipo CubeSat, que possuem restrições de energia, comunicação, processamento, memória, entre outros. É necessário proteger o sistema microcontrolado contra ataques de negação de serviço, violação de dados, desativação de equipamentos e sequestro. Não é possível usar técnicas como firewall, antivírus ou inteligência artificial. Como a inclusão de novos serviços nos microcontroladores significa a inclusão de novos códigos, e isso significa abrir uma grande oportunidade para ataques. É necessário mitigar esses ataques. Assim, o trabalho apresenta uma proposta de inclusão de novos códigos mitigando a possibilidade de ataques efetivos. Esta proposta é composta por medidas de segurança, protocolos de comunicação, utilização de HMAC para garantir o cumprimento e integridade dos novos códigos, e um sistema operativo em tempo real preparado para este desafio. O trabalho apresenta um estudo do estado da arte e um referencial bibliográfico sobre o assunto. Segue-se a proposta conceptual, a metodologia de implementação e teste dos conceitos, resultados e conclusões obtidos. Entre os resultados obtidos, foi possível observar a viabilidade das medidas proposta, a defesa de ataques de tentativa de injeção de códigos mal formados ou não autênticos e a melhoria na execução do SHA3 para o MSP430FR5994, onde foi possível concluir a eficácia das medidas adotadas.