西南研究所開發(fā)了一種算法，可以使用比傳統(tǒng)技術(shù)更少的時(shí)間和數(shù)據(jù)來(lái)遠(yuǎn)程更新和修復(fù)航天器軟件。

該工具不僅提高了衛(wèi)星軟件傳輸?shù)恼w效率，還可以從失敗的無(wú)線更新和惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊中恢復(fù)數(shù)據(jù)。它的工作原理是在將自定義“微補(bǔ)丁”部署到損壞或丟失的軟件之前識(shí)別丟失的字節(jié)和其他錯(cuò)誤。

(相關(guān)資料圖)

SwRI智能系統(tǒng)部門的研究工程師亨利·哈斯韋爾(HenryHaswell)表示：“我們的工具可以發(fā)現(xiàn)并修補(bǔ)較小的錯(cuò)誤，而不是更新整個(gè)文件或操作系統(tǒng)(通常需要無(wú)線衛(wèi)星軟件更新)?！盚aswell將于8月10日至13日在拉斯維加斯舉行的DEFCON31上發(fā)表題為“國(guó)際空間站上的安全微補(bǔ)丁”的研究論文。

研究人員于6月25日在國(guó)際空間站(ISS)上成功部署并測(cè)試了該工具。SwRI與AxiomSpaceInc.和亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(AWS)合作，在國(guó)際空間站的AxiomSpace操作計(jì)算機(jī)上上傳和評(píng)估微補(bǔ)丁技術(shù)。國(guó)際空間站。AxiomSpace與AWS合作，將這臺(tái)AWSSnowcone計(jì)算機(jī)帶到國(guó)際空間站，作為Ax-1任務(wù)的一部分。

“這個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的演示證明了使用這種強(qiáng)大技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，”SwRI計(jì)算機(jī)科學(xué)家迭戈·阿爾杜辛(DiegoAlducin)說(shuō)?！澳憧梢栽诘厍蛏系膶?shí)驗(yàn)室中進(jìn)行數(shù)月的測(cè)試，模擬各種場(chǎng)景，但真正的測(cè)試發(fā)生在太空的惡劣條件下。

通過(guò)帶寬有限和間歇性聯(lián)系的緩慢遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)更新衛(wèi)星軟件可能會(huì)中斷更新并損壞文件。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重新發(fā)送整個(gè)文件。然而，這通常需要等待衛(wèi)星與地面站對(duì)準(zhǔn)的窗口。此窗口可能短至八分鐘，并且可能每隔幾天才出現(xiàn)一次。

阿爾杜辛說(shuō)：“我們的研究重點(diǎn)是減少數(shù)據(jù)重傳的大小，因?yàn)檫@對(duì)于減少任務(wù)停機(jī)時(shí)間至關(guān)重要。”

雖然其他技術(shù)可以解決網(wǎng)絡(luò)中斷問(wèn)題，但它們的成本可能過(guò)高。一些航天器使用錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正(或EDAC軟件)來(lái)糾正傳輸錯(cuò)誤，但這些應(yīng)用程序耗電且內(nèi)存占用較大。

在ISS測(cè)試之前，SwRI實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了五種算法，模擬了幾種損壞模式。實(shí)驗(yàn)室研究確定雙斷點(diǎn)搜索(DBS)算法是地對(duì)空部署最有前途的解決方案。DBS補(bǔ)丁可以解決各種復(fù)雜的文件錯(cuò)誤，例如插入、修改和刪除，而遺留系統(tǒng)只能修復(fù)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。

SwRI正在計(jì)劃下一階段的研究，以減少更新文件所需的消息數(shù)量，同時(shí)保持相同的糾錯(cuò)能力。研究人員還希望增強(qiáng)微補(bǔ)丁的連續(xù)性，從而在臨時(shí)連接丟失的情況下實(shí)現(xiàn)無(wú)縫文件傳輸。

太空微補(bǔ)丁研究建立在SwRI開發(fā)的汽車網(wǎng)絡(luò)安全工具的基礎(chǔ)上，該工具用于保護(hù)汽車和卡車的無(wú)線(OTA)更新。SwRI的高可靠性系統(tǒng)部門為航空航天、汽車、石油和天然氣、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸行業(yè)開發(fā)關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)。SwRI的智能系統(tǒng)部門是軟件、網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)工程解決方案開發(fā)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

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