Proteggere i satelliti nell'era post-quantistica / Securing satellites in a post-quantum era
Proteggere i satelliti nell'era post-quantistica / Securing satellites in a post-quantum era
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Mentre l'Agenzia Spaziale del Regno Unito lavora per catalizzare gli investimenti e massimizzare la crescita a lungo termine del settore spaziale del Regno Unito, come ad esempio con l'espansione del National Space Operations Centre (NSOC) per il monitoraggio degli oggetti spaziali, le preoccupazioni per la sicurezza nazionale sono emerse. In un periodo di instabilità geopolitica e con l'aumento dei rischi informatici, è urgente migliorare la resilienza satellitare e spaziale.
I moderni sistemi di difesa e comunicazione, e gran parte delle nostre infrastrutture nazionali, dipendono da prestazioni satellitari ininterrotte. Le conseguenze della perdita di un segnale, anche temporanea, vanno ben oltre l'interruzione delle chiamate telefoniche o la scarsa copertura della banda larga. Un singolo guasto satellitare, ad esempio, potrebbe comportare la perdita dell'accesso ad un sistema di allerta precoce fondamentale.
L'importanza di migliorare la resilienza spaziale è stata recentemente evidenziata nella roadmap 2025-26 dell'Agenzia Spaziale del Regno Unito, in cui la consapevolezza del dominio spaziale (Space Domain Awareness, SDA) è stata indicata come uno degli otto temi chiave. Nello specifico, la roadmap richiede un approccio più proattivo alla protezione dei sistemi spaziali in orbita terrestre bassa. Con numerose attività di ricerca e sviluppo già in corso, la fiorente industria spaziale del Regno Unito ha l'opportunità di aprire la strada ad un futuro più resiliente.
Quando si tratta di proteggere satelliti e sistemi in orbita terrestre bassa, è necessario considerare sia le minacce fisiche che quelle informatiche. Fisicamente, la crescente presenza di detriti spaziali sta costringendo sempre più satelliti a modificare la propria posizione con maggiore frequenza per evitare collisioni. Qualsiasi impatto, anche di un minuscolo frammento di materiale di pochi millimetri di diametro, può danneggiare in modo permanente l'hardware satellitare per un valore di centinaia di milioni di sterline e può portare alla sindrome di Kessler. A differenza di un sistema terrestre, i satelliti danneggiati non sono facilmente accessibili per riparazioni od aggiornamenti hardware, quindi una collisione potrebbe causare un'interruzione significativa dei sistemi. Per affrontare questo problema, i produttori di hardware spaziale stanno cercando sempre più di sviluppare apparecchiature ad alte prestazioni in grado di resistere alle condizioni estreme che si trovano nello spazio ed alle potenziali collisioni.
Anche la minaccia informatica è in aumento: il National Cyber Security Centre ha gestito 204 incidenti di rilevanza nazionale che hanno interessato risorse spaziali nell'anno fino a settembre 2025, rispetto agli 89 dei 12 mesi precedenti. Attacchi di alto profilo che hanno colpito grandi aziende come Marks & Spencer e Waitrose dimostrano quanto gli hacker siano determinati a sfruttare i punti deboli dei sistemi digitali, e le comunicazioni satellitari sono sempre più viste come un bersaglio. Se i criminali informatici ottengono l'accesso a uplink, downlink od infrastrutture di trasmissione dati, l'esito potrebbe essere catastrofico sia a livello operativo che strategico.
Per i governi impegnati a migliorare la resilienza spaziale, la sfida più urgente è affrontare le minacce emergenti nell'era post-quantistica. La crittografia odierna si basa su complessi problemi matematici, che possono essere risolti solo utilizzando un'enorme potenza di calcolo.
I computer quantistici saranno in grado di completare gli stessi calcoli ad una velocità molto più elevata, rendendo potenzialmente obsoleti gli attuali protocolli di sicurezza. Una volta che una macchina quantistica diventerà sufficientemente potente da violare l'attuale crittografia a chiave pubblica, le informazioni sensibili non saranno più sicure e potrebbero essere accessibili ai criminali informatici.
Per prepararsi a questo rischio, gli innovatori stanno sviluppando una crittografia quantistica sicura, sia in termini di algoritmi che di hardware, progettata per rimanere sicura anche in caso di attacco. Ad esempio, un brevetto depositato da KETS Quantum Security [ GB2553358B ] descrive un circuito ottico a livello di chip che divide, regola e ricombina la luce per implementare la distribuzione di chiavi quantistiche su un minuscolo chip fotonico, dimostrando come i collegamenti quantistici sicuri possano essere progettati per le future reti satellitari e terrestri. Nuove tecnologie rivoluzionarie di crittografia come questa sono in fase di sviluppo per garantire che i dati non possano essere intercettati o decrittografati, nemmeno da avversari potenti.
Gli innovatori stanno anche esplorando modi per migliorare la longevità dei satelliti attraverso aggiornamenti software remoti e sicuri, inclusi payload definiti dal software che possono essere riconfigurati in orbita per aggiungere funzionalità o mitigare le interferenze. La startup Astranis con sede a San Francisco ha depositato una domanda di brevetto [ US2022173801A1 ] che descrive un payload definito dal software che digitalizza i segnali, esegue funzioni come la canalizzazione, il rilevamento delle interferenze, l'equalizzazione ed il beamforming nel software e può essere facilmente aggiornato dopo il lancio. Essere in grado di correggere le vulnerabilità ed aggiungere nuove funzionalità mentre si è in orbita potrebbe ridurre drasticamente il rischio di attacchi informatici e contribuire a mantenere operativo l'hardware spaziale più a lungo.
La tutela della proprietà intellettuale dovrebbe essere considerata un fattore chiave per migliorare la resilienza spaziale. Come per gli standard delle telecomunicazioni come Wi-Fi o 5G, la definizione di standard per le comunicazioni satellitari sicure potrebbe offrire opportunità di licenza redditizie per le aziende britanniche titolari di brevetti essenziali standard (SEP).
Allo stesso tempo, le tecnologie spaziali devono essere qualificate attraverso test ambientali (secondo procedure standardizzate) prima di essere autorizzate al lancio dal fornitore del servizio di lancio. Una volta che un materiale, un sistema od un componente hardware crittografico è stato qualificato per l'uso in orbita terrestre bassa, diventa estremamente interessante per altri innovatori che potrebbero aver bisogno di adottare la tecnologia.
Brevettare tecnologie qualificate consente alle aziende di proteggere la propria innovazione dalle imitazioni, consentendone al contempo l'adozione commerciale su larga scala. GREATECH GmbH, che costruisce e fornisce un gateway IoT per la rete IoT ufficiale Starlink gestita da SpaceX, illustra come i progetti di gateway qualificati per lo spazio, brevettati o proprietari possano essere ampiamente implementati nei mercati delle infrastrutture critiche che richiedono una connettività sicura e resiliente.
Con il governo del Regno Unito che punta a rafforzare le proprie capacità SDA ed ad ampliare le partnership spaziali globali, l'attività di ricerca e sviluppo mirata alla protezione satellitare continuerà ad intensificarsi. Combinare i progressi nelle comunicazioni quantistiche sicure, nei materiali ingegneristici e nella gestione del software a lungo ciclo di vita sarà fondamentale per salvaguardare le risorse in un'orbita terrestre bassa sempre più congestionata. Le organizzazioni che adottano un approccio proattivo alla protezione della proprietà intellettuale potrebbero garantirsi l'opportunità di plasmare gli standard e la sicurezza di questa era spaziale post-quantistica.
ENGLISH
Strengthening satellite resilience is essential to UK security, and quantum-safe technologies and IP will be central to safeguarding space assets, says Theo Worsley, associate and patent attorney at Withers & Rogers.
As the UK Space Agency works to catalyse investment and maximise the long-term growth of the UK’s space sector, such as the expansion of the National Space Operations Centre (NSOC) to monitor space objects, concerns about national security have come to the fore. At a time of geopolitical instability and with cyber risks increasing, there is an urgent need to improve satellite and space resilience.
Modern defence and communications systems, and much of our national infrastructure, are reliant on uninterrupted satellite performance. The consequences of losing a signal, even temporarily, go far beyond disrupted phone calls or patchy broadband. A single satellite outage, for example, could mean losing access to a critical early-warning system.
The importance of improving space resilience was highlighted recently in the UK Space Agency’s 2025–26 roadmap, where Space Domain Awareness (SDA) has been named as one of eight key themes. Specifically, the roadmap calls for a more proactive approach to protecting space-based systems in low-Earth orbit. With much research and development activity already underway, the UK’s thriving space industry has an opportunity to lead the way to a more resilient future.
Both physical and cyber threats need to be considered when it comes to protecting satellites and systems in low-Earth orbit. Physically, the growing presence of space debris is resulting in more and more satellites having to adjust position more frequently to avoid collisions. Any impact, even from a tiny fragment of material, millimetres wide, can permanently damage satellite hardware worth hundreds of millions of pounds, and may lead to the Kessler syndrome. Unlike an Earth-based system, damaged satellites can’t be readily accessed for repair or hardware upgrades, so if a collision occurs it could cause a significant systems outage. To address this problem, manufacturers of space hardware are increasingly looking to develop high performance equipment that can withstand the extreme conditions found in space and potential collisions.
The cyber threat is increasing too, with the National Cyber Security Centre handling 204 nationally significant incidents affecting space-based assets in the year to September 2025, up from 89 in the previous 12 months. High-profile attacks affecting large companies such as Marks & Spencer and Waitrose show how determined hackers have become to exploit weak points in digital systems, and satellite communications are increasingly seen as a target. If cybercriminals gain access to uplinks, downlinks or data-relay infrastructure, the outcome could be catastrophic both operationally and strategically.
For governments focused on improving space resilience, the most pressing challenge is tackling the threats emerging in the post-quantum era. Today’s cryptography is based on complex mathematical problems, which can only be solved using an enormous amount of computing power.
Quantum computers will be capable of completing the same calculations many times faster, potentially rendering current security protocols obsolete. Once a quantum machine becomes powerful enough to break current public-key encryption, sensitive information will no longer be secure and could be accessed by cybercriminals.
Preparing for this risk, innovators are developing quantum-safe cryptography, both algorithms and hardware, which are designed to stay secure even when under attack. For example, a patent filed by KETS Quantum Security’s [GB2553358B] describes a chip-scale optical circuit that splits, adjusts, and recombines light to implement quantum key distribution on a tiny photonic chip, showing how quantum-secure links can be engineered into future satellite and ground networks. Novel encryption breakthrough technologies like this are being developed to ensure data can’t be intercepted or decrypted, even by powerful adversaries
Innovators are also exploring ways to improve the longevity of satellites through remote, secure software updates, including software-defined payloads that can be reconfigured on orbit to add capabilities or mitigate interference. San Francisco based start-up Astranis has filed a patent application [US2022173801A1] that describes a software defined payload that digitises signals, performs functions like channelisation, interference detection, equalisation, and beamforming in software, and can be readily updated after launch. Being able to patch vulnerabilities and add new capabilities whilst in orbit could dramatically reduce the risk of cyberattacks and help to keep space-based hardware operational for longer.
Intellectual property protection should be viewed as a key enabler for improving space resilience. As with telecoms standards such as Wi-Fi or 5G, standards setting for secure satellite communications could bring lucrative licensing opportunities for UK companies that own standard essential patents (SEPs).
At the same time, space technologies must be qualified through environmental testing (following standardised procedures) before being cleared to fly by the launch provider. Once a material, system or piece of cryptographic hardware has been qualified for use in low-Earth orbit, it becomes highly attractive to other innovators that might need to adopt the technology.
Patenting such qualified technologies allows companies to protect their innovation from imitation, whilst enabling its commercial adoption at scale. GREATECH GmbH, which builds and supplies an IoT gateway for the official Starlink IoT network operated by SpaceX, illustrates how space-qualified, patented or proprietary gateway designs can then be deployed widely across critical infrastructure markets that demand secure, resilient connectivity.
With UK government looking to strengthen its SDA capabilities, and expand its global space partnerships, R&D activity targeting satellite protection will continue to intensify. Combining advances in quantum-secure communications, engineering materials and long-lifecycle software management will be key to safeguarding assets in an increasingly congested low-Earth orbit. The organisations that take a proactive approach to IP protection could secure an opportunity to shape the standards and security of this post-quantum space era.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/content/opinion/securing-the-uk-s-satellites-in-a-post-quantum-era?rcip=giuseppecotellessa%40libero.it&utm_campaign=Daily%20Bulletin%20-%20070126%20-%20Wednesday&utm_content=&utm_term=https%3A%2F%2Fwww.theengineer.co.uk%2Fcontent%2Fopinion%2Fsecuring-the-uk-s-satellites-in-a-post-quantum-era&utm_medium=email&utm_source=The%20Engineer
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