論文の概要: CSUM: A Novel Mechanism for Updating CubeSat while Preserving Authenticity and Integrity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.00784v1
- Date: Sun, 30 Jun 2024 18:01:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 01:27:28.065446
- Title: CSUM: A Novel Mechanism for Updating CubeSat while Preserving Authenticity and Integrity
- Title（参考訳）: CSUM: 認証と統合性を維持しながらCubeSatを更新する新しいメカニズム
- Authors: Ankit Gangwal, Aashish Paliwal,
- Abstract要約: そこで我々は,CubeSatsへのソフトウェアアップデート放送の完全性,認証,データの更新性を保証するために,CSUM(CubeSat Update Mechanism)を提案する。
CSUMは,5万回の更新を1秒未満で正常に検証することができる。
実験により,ハッシュベースのアプローチは従来のメカニズムよりも少なくとも61$times$高速であることが確認された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.541410020898643
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The recent rise of CubeSat has revolutionized global space explorations, as it offers cost-effective solutions for low-orbit space applications (including climate monitoring, weather measurements, communications, and earth observation). A salient feature of CubeSat is that applications currently on-boarded can either be updated or entirely replaced by new applications via software updates, which allows reusing in-orbit hardware, reduces space debris, and saves cost as well as time. Securing software updates employing traditional methods (e.g., encryption) remains impractical mainly due to the low-resource capabilities of CubeSat. Therefore, the security of software updates for CubeSats remains a critical issue. In this paper, we propose CubeSat Update Mechanism (CSUM), a lightweight scheme to provide integrity, authentication, and data freshness guarantees for software update broadcasts to CubeSats using a hash chain. We empirically evaluate our proof of concept implementation to demonstrate the feasibility and effectiveness of our approach. CSUM can validate 50,000 consecutive updates successfully in less than a second. We also perform a comparative analysis of different cryptographic primitives. Our empirical evaluations show that the hash-based approach is at least 61$\times$ faster than the conventional mechanisms, even in resource-constrained environments. Finally, we discuss the limitations, challenges, and potential future research directions for CubeSat software update procedures.
- Abstract（参考訳）: 最近のCubeSatの台頭は、低軌道宇宙用途(気候モニタリング、気象測定、通信、地球観測など)に費用対効果の高いソリューションを提供することによって、地球規模の宇宙探査に革命をもたらした。
CubeSatの優れた特徴は、現在搭載されているアプリケーションは、ソフトウェアアップデートによって更新または完全に新しいアプリケーションに置き換えられることである。
従来の方法(例えば暗号化)を使ったソフトウェアアップデートのセキュア化は、主にCubeSatの低リソース機能のために現実的ではない。
したがって、CubeSatsのソフトウェアアップデートのセキュリティは依然として重要な問題である。
本稿では,CubeSatのアップデートメカニズム(CSUM)を提案する。これは,ハッシュチェーンを用いて,ソフトウェア更新放送の完全性,認証,データの鮮度保証を提供する軽量なスキームである。
提案手法の有効性と有効性を実証するために,概念実証を実証的に評価した。
CSUMは,5万回の更新を1秒未満で正常に検証することができる。
また、異なる暗号プリミティブの比較分析を行う。
実験により, 資源制約環境においても, ハッシュベースのアプローチは従来の手法よりも61$\times$以上高速であることが確認された。
最後に,CubeSatソフトウェア更新手順の限界,課題,今後の研究方向性について論じる。
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