AROBS Polska opracuje dla ESA system zabezpieczeń komunikacji satelitarnej oparty na algorytmach postkwantowych

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) wybrała spółkę AROBS Polska do rozwoju i wdrożenia projektu Post-Quantum Cryptography Algorithms for Satellite Telecommunication Applications (PQC ASTrAL). Jego celem jest stworzenie systemu kryptograficznego dla satelitów, opierającego się na algorytmach postkwantowych oraz zapewniającego ochronę komunikacji przed zagrożeniami stwarzanymi przez komputery kwantowe. To nie pierwszy tak ważny projekt z obszaru kosmicznego gdańskiej spółki.

Dzień Q, w którym komputery kwantowe o odpowiedniej mocy będą w stanie złamać obecne systemy kryptograficzne, zbliża się nieuchronnie. Hakerzy od jakiegoś już czasu gromadzą zaszyfrowane dane z nadzieją, że odszyfrują je, gdy tylko nadejdzie ten przełomowy moment. A skompromitowanie kluczy kryptograficznych może mieć poważne konsekwencje – od nieautoryzowanego przechwycenia komunikacji po przejęcie urządzeń.

Aby przeciwdziałać temu ryzyku, projekt PQC ASTrAL ma na celu wdrożenie systemu kryptograficznego odpornego na ataki kwantowe, umożliwiającego satelitom wykonywanie uwierzytelniania, podpisów cyfrowych i szyfrowania w sposób bezpieczny i zrównoważony w długiej perspektywie. Inicjatywa ta realizowana jest w ramach programu Advanced Research in Telecommunications Systems (ARTES) Space Systems for Safety and Security (4S) w dyrektoracie ds. Łączności i Bezpiecznych Komunikacji Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Kluczowa rola systemu AROBS Polska

Polska spółka jest głównym wykonawcą w tym projekcie, odpowiedzialnym za rozwój sprzętu i oprogramowania układowego hostującego rdzeń IP kryptograficzny, a także budowę związanego z tym oprogramowania. Rozwinięty przez nią system umożliwi generowanie i zarządzanie kluczami kryptograficznymi zarówno na satelitach, jak i w stacjach kontroli misji, szyfrowanie i uwierzytelnianie danych, a także weryfikację kluczy przy użyciu metod post-quantum standaryzowanych przez amerykański National Institute of Standards and Technology w sierpniu 2024 roku. Dodatkowo pozwoli także na dystrybucję i walidację pakietów oprogramowania dla satelitów.

Rozwiązanie zaprojektowano zgodnie z międzynarodowymi standardami bezpieczeństwa. Będzie ono kompatybilne z SpaceWire i SpaceFibre, dwoma szybkimi protokołami komunikacji lotniczej, które ułatwiają transfer danych między systemami na pokładzie satelity i innymi statkami kosmicznymi.

„Zabezpieczanie komunikacji satelitarnej jest złożonym wyzwaniem, zwłaszcza dla urządzeń o planowanym długim czasie działania z ograniczonym dostępem fizycznym. Aktualizacja oprogramowania, certyfikatów kryptograficznych oraz mechanizmów negocjacji kluczy są nadrzędnymi procesami dla utrzymania bezpieczeństwa, jednak słabe elementy w obecnych systemach mogą umożliwić ataki za pomocą podrobionych podpisów cyfrowych lub skompromitowanych kluczy kryptograficznych. Przy szybkim rozwoju komputerów kwantowych tradycyjne standardy kryptograficzne nie zapewniają już długoterminowych gwarancji bezpieczeństwa” – wskazuje Michał Szwajewski, dyrektor generalny AROBS Polska. „Poprzez integrację algorytmów post-quantum i wdrażanie mechanizmów bezpieczeństwa w sprzęcie, projekt PQC ASTrAL znacznie redukuje te ryzyka, oddzielając przetwarzanie kryptograficzne od systemów podstawowych satelity i minimalizując podatność na cyberataki. Ten podejście zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa dla komunikacji satelitarnej, przewidując potrzeby branży na wiele lat do przodu” – zapewnia.

Bogate doświadczenie, najważniejsze projekty, specjalizacje

AROBS Polska, mająca swą siedzibę w Gdańsku specjalizuje się w rozwijaniu zaawansowanych technologii dla komunikacji kwantowej i optycznej, przetwarzania i przechowywania danych, a także mechanizmów sterowania satelitami i instrumentów. Firma posiada bogate doświadczenie w rozwijaniu rozwiązań dla ESA i innych organizacji kosmicznych – realizując je od 2016 roku i aktywnie przyczyniając się do innowacyjnych projektów zabezpieczających komunikację kosmiczną.

Przykładowo, w ubiegłym roku, polska firma – do spółki z rumuńskim AROBS Engineering – zostały wybrane przez ESA do budowy jednostki kontrolnej do zarządzania precyzyjnymi operacjami na niskiej orbicie okołoziemskiej. Ma ona umożliwić bardziej efektywne przeprowadzanie operacji, takich jak przechwytywanie oraz serwisowanie satelitów czy usuwanie kosmicznych śmieci. W ramach projektu CRIMSON (Close Proximity Operations Control Unit Development and Qualification) firmy opracowują jednostkę sterującą, która będzie współpracować z czujnikami i kamerami oraz posiadać wystarczającą moc obliczeniową i zasób pamięci, aby realizować różnorodne kluczowe funkcje przetwarzania danych o wysokiej przepustowości. Wśród nich znajdą się: przetwarzanie obrazów, nawigacja oraz sterowanie elementami robotycznymi, jak również wsparcie takich funkcji, jak np. kompresja obrazów. Projekt realizowany jest w ramach inicjatywy COSMIC w programie Bezpieczeństwa Kosmicznego ESA.

Gdańska spółka specjalizuje się w technologii FPGA (Field-Programmable Gate Array) – mowa o zaawansowanych układach scalonych, które można programować i rekonfigurować (już po wyprodukowaniu), aby wykonywały określone zadania. Taki układ składa się z siatki programowalnych bloków logicznych i połączeń, umożliwiając użytkownikom tworzenie niestandardowych obwodów cyfrowych.

„Układy FPGA mogą spełniać funkcję cyfrowego przetwarzania sygnałów, obróbki danych, kontrolowania mechanizmów lub obsługi protokołów komunikacyjnych. Jednym z przykładów zastosowań jest sterowanie mechanizmem kierunkowym anteny, tak aby cały czas była ona skierowana w stronę stacji naziemnej, co umożliwia komunikację statku kosmicznego z Ziemią. W takich zastosowaniach układy FPGA są wydajniejsze – charakteryzują się też mniejszym poborem mocy elektrycznej niż mikroprocesory” – tłumaczy Tadeusz Kocman, Business Development Manager w AROBS Polska.

AROBS Polska odpowiada też, za infrastrukturę fizyczną oraz komponenty niezbędne do budowy, obsługi i funkcjonalności statków kosmicznych czy systemów kosmicznych. Poza tym spółka jest zaangażowana w wiele programów akademickich, które umożliwiają przyszłe wykorzystanie zaawansowanych technologii kosmicznych, takich jak rozwiązania kwantowe i optyczne dla satelitów. Pracuje m.in. jak lider projektu badawczo-rozwojowego „High-rate Single Photon Detectors Predevelopment”, koordynowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną.

Firma zatrudnia obecnie ponad 20 osób. Posiada w swych strukturach działy: software, układów programowalnych FPGA oraz projektowania elektroniki tzw. hardware. Nad całością projektów trzyma pieczę biuro zarządzania projektami.

Strategiczne dołączenie do AROBS Group

Od 2023 roku AROBS Polska jest częścią AROBS Group – największej spółki technologicznej notowanej na Giełdzie Papierów Wartościowych w Bukareszcie. W lutym 2023 roku firma AROBS Transilvania Software nabyła 94% udziałów polskiej spółki i stał się większościowym udziałowcem w AROBS Polska, która wcześniej nosiła nazwę SYDERAL Polska.

Rumuńska firma jest liderem w dostarczaniu usług związanych z oprogramowaniem dla globalnych partnerów z branży motoryzacyjnej, lotniczej, medycznej, turystycznej, FinTech i IoT. Dołączenie polskiej spółki do grupy AROBS było strategicznym krokiem dla obu stron. Umożliwiło wspólne otwarcie się na nowe rynki, a także konsolidację wiedzy technicznej oraz biznesowej w zakresie technologii kosmicznych.

Plany na przyszłość

W najbliższej przyszłości gdańska spółka zamierza podnosić poziom technologiczny obecnych rozwiązań – szczególnie komputerów pokładowych dla misji serwisowania satelitów, a także systemów dla technologii kwantowych. W dłuższej perspektywie AROBS Polska zakłada zwiększenie swoich przychodów z innych rynków niż kosmiczny. Obecnie prowadzone są działania skupione na sektorze medycznym oraz elektroniki użytkowej.