歐洲太空總署(ESA)向國際空間站(ISS)送去了一個小型方形設備,測試全新的太空通信加密技術。這套設備的核心部件——「樹莓派零號」(Raspberry Pi Zero)電腦(電腦),只需幾歐元。

對稱加密是地面通信中常見的一種加密方式。兩端有兩把一樣的「鑰匙」,匹配成功即可解密傳輸的信息。可是這在衛星通信中遇到挑戰。因為太空的輻射會導致電腦記憶體中的密鑰「比特翻轉」(Bit Flip)而受損,受損的密鑰將不再和地面的鑰匙匹配,從而無法解密。

目前解決方法是使用專用的防輻射設備對密鑰進行保護,但是這個方案成本太高,因此很多小型太空項目並不加密,比如微型立方體衛星(CubeSats)。

ESA這次測試的「國際商務實驗服務加密立方體」(CryptIC)成本低廉,而且設備輕巧,每個立方體設備只有10x10x10厘米大。

ESA介紹說,他們在測試兩種解決辦法。

一種方法是在硬件上存一個備份密鑰,當密鑰受損時,迅速取出恢復。但是這種方法可以存儲的鑰匙數量有限,靈活度不夠。

另一種方法是用「可編程字段門陣列」(FPGAs)造出一系列相同的鑰匙處理中心,當一個鑰匙處理中心被射線損壞時,迅速切換使用其它的處理中心,與此同時受損的處理中心進行自我復位,也就是修復。

兩種方法對硬件的需求都很低,ISS那端使用的電腦就是開頭提到的幾歐元的、裝在塑料套裏面的「樹莓派零號」;地面端僅需ESA位於荷蘭技術中心的一台筆記本電腦,經由CryptIC位於布魯塞爾的營運方發送指令。◇