Câu chuyện về cuộc gặp gỡ với Jeff Goldblum tại Rome đã dẫn dắt tôi gửi hàng nghìn mẫu phần mềm độc hại lên vũ trụ như thế nào

Chuyến du lịch cùng gia đình My đến Rome thật tuyệt vời; được rời xa văn phòng trong một tuần, khám phá thành phố, dạo bước qua các di tích lịch sử, thưởng thức ẩm thực và đơn giản là được ở bên gia đình – đó chính xác là những gì tôi cần.

Một ngày nọ, khi đang dạo bước qua một con hẻm nhỏ mát mẻ, chúng tôi tình cờ bắt gặp một lớp học làm mì Ý và tiramisu. Trông có vẻ thú vị, và như câu nói nổi tiếng: “Khi ở Rome, hãy làm như người Rome.” Trong vài giờ, tôi đã tạm gác lại những vấn đề về phần mềm độc hại, an ninh mạng và cơ sở hạ tầng trọng yếu bột mì, trứng, nước, thời gian, áp suất và sự kiên nhẫn.

Càng hòa nhập vào lớp học, tôi càng nhận ra rằng ngay cả việc làm mì Ý cũng là một quy trình có hệ thống. Nhìn từ bên ngoài thì có vẻ đơn giản, nhưng nếu bạn quan tâm đến kết quả, những chi tiết nhỏ cũng rất quan trọng. Cho quá nhiều nước sẽ làm thay đổi kết cấu của bột. Áp lực quá mạnh sẽ làm thay đổi độ dai của mì. Nếu vội vàng trong quá trình chế biến, kết quả sẽ không được như ý.

Điều này đúng trong lĩnh vực ẩm thực, kinh doanh và an ninh mạng.

Vào cuối buổi học, một chuyện hoàn toàn bất ngờ đã xảy ra: tôi đã gặp Jeff Goldblum.

Ông là người nồng hậu, hài hước, thanh lịch và rất gần gũi. Giống như hầu hết những người từng gặp ông, tôi nghĩ ngay đến những vai diễn điện ảnh kinh điển của ông, tiếng đàn piano jazz, và khả năng độc đáo của ông: dù nổi tiếng nhưng vẫn rất gần gũi. Đó là trước khi phần “bộ não an ninh mạng” trong tôi trỗi dậy.

Tôi cứ nghĩ mãi về một cảnh trong bộ phim *Independence Day* năm 1996, trong đó nhân vật David Levinson do anh thủ vai đã cài phần mềm độc hại vào tàu mẹ của người ngoài hành tinh.

Thời điểm là yếu tố quan trọng ở đây. Ngành công nghiệp vũ trụ dường như đang bước vào một chu kỳ bùng nổ mới, vượt ra ngoài phạm vi tên lửa, NASA và việc SpaceX niêm yết cổ phiếu.

Bức tranh tổng thể mang tính toàn cầu. Amazon Kuiper đang tham gia vào cuộc đua băng thông rộng qua vệ tinh. Châu Âu đang xây dựng IRIS² như một cụm vệ tinh kết nối an toàn và độc lập dành cho thông tin liên lạc chính phủ, ứng phó khẩn cấp, cơ sở hạ tầng trọng yếu và các dịch vụ mã hóa. Trung Quốc đang đẩy mạnh các chương trình cụm vệ tinh quy mô lớn như Thousand Sails và Guowang. Ấn Độ đang mở rộng tham vọng về vệ tinh không gian và quốc phòng. Nhật Bản đang đầu tư nhiều hơn vào an ninh không gian. Các nhà khai thác như Viasat, OneWeb, Planet, Maxar, Intelsat, Iridium, Eutelsat, SKY Perfect JSAT và các công ty khác đang xây dựng các dịch vụ liên lạc, hình ảnh, định vị, quốc phòng và dữ liệu trên quỹ đạo.

Cuộc thảo luận này cũng đang mở rộng ra ngoài phạm vi “vệ tinh như một cơ sở hạ tầng truyền thông”. Elon Musk đã đề cập đến việc đưa các trung tâm dữ liệu AI vào quỹ đạo, với lập luận rằng Trái Đất gặp hạn chế về nguồn điện trong khi không gian vũ trụ lại có ánh sáng Mặt Trời liên tục. Năm ngoái, Starcloud đã phóng một tàu vũ trụ trang bị chip Nvidia H100 và trình diễn việc chạy một phiên bản mô hình AI Gemini của Google từ không gian. Ngoài ra, Google đã công bố Dự án Suncatcher nhằm nghiên cứu các cụm vệ tinh được trang bị TPU và các liên kết quang học, cũng như kế hoạch phóng các vệ tinh nguyên mẫu vào năm 2027.

Đó là một mô hình kinh tế vũ trụ hoàn toàn khác biệt.

Lĩnh vực vũ trụ đang chuyển dịch từ giao thông vận tải sang truyền thông, từ truyền thông sang dữ liệu, từ dữ liệu sang tính toán, và từ tính toán sang trí tuệ nhân tạo (AI). Lĩnh vực vũ trụ đang trở thành một lớp hạ tầng kỹ thuật số toàn cầu, với sự tham gia của các quốc gia, các nhà khai thác thương mại, các cơ quan quốc phòng và các chuỗi cung ứng đa quốc gia.

...và mọi lớp hạ tầng kỹ thuật số cuối cùng đều trở thành mục tiêu tấn công mạng.

Nhiều vụ việc cũng đã bộc lộ những hạn chế của việc chủ yếu dựa vào các tường lửa truyền thống và các giải pháp bảo mật dựa trên phát hiện.

Trong vụ vi phạm an ninh tại NASA JPL năm 2018, những kẻ tấn công đã xâm nhập vào một tài khoản bên ngoài và di chuyển ngang qua các mạng được phân đoạn kém. Các biện pháp phòng thủ biên giới đã không còn đủ hiệu quả sau khi sự tin cậy đã được thiết lập. Trong vụ tấn công Viasat KA-SAT năm 2022, những kẻ tấn công đã tiếp cận được mạng quản lý đáng tin cậy thông qua một đường dẫn VPN/tường lửa bị xâm nhập và thực thi các lệnh quản lý hợp lệ.

Một lần nữa, vấn đề không chỉ đơn thuần là việc phát hiện lưu lượng truy cập độc hại, mà còn nằm ở việc không sử dụng cổng kết nối một chiều — loại cổng này, theo thiết kế, sẽ buộc dữ liệu chỉ di chuyển theo một hướng thay vì dựa vào chính sách — từ đó ngăn chặn ngay từ đầu việc kẻ tấn công tiếp cận các hệ thống quan trọng.

Khi đã xác định được rủi ro và nguyên nhân gốc rễ đằng sau các sự cố được báo cáo, chúng ta sẽ xử lý vấn đề này như thế nào?

An ninh mạng trong lĩnh vực vũ trụ có nhiều nguyên nhân gốc rễ tương tự như an ninh mạng truyền thống, nhưng nó còn có thêm hai yếu tố làm thay đổi hoàn toàn cục diện — đó là thời gian và môi trường.

Trên Trái Đất, nếu có sự cố xảy ra, chúng ta thường cho rằng có thể kết nối, kiểm tra, khắc phục, khôi phục hoặc cử người đến hiện trường. Trong không gian, nhiều giả định đó không còn đúng nữa. Việc liên lạc chậm hơn, tốn kém hơn, bị hạn chế hơn và càng trở nên khó khăn hơn khi ta di chuyển xa Trái Đất.

Mặt Trăng ở đủ gần để tín hiệu mất hơn một giây cho mỗi chiều, nhưng ngay cả như vậy cũng tạo ra độ trễ khứ hồi hơn hai giây. Với sao Hỏa, thời gian truyền tín hiệu một chiều có thể dao động từ khoảng 4 đến 24 phút, tùy thuộc vào vị trí của Trái Đất và sao Hỏa trên quỹ đạo của chúng. Đối với các sứ mệnh thám hiểm không gian sâu, vấn đề này càng trở nên nghiêm trọng hơn. Tàu Voyager nằm quá xa đến mức việc liên lạc có thể mất gần như cả một ngày cho mỗi chiều.

Điều đó làm thay đổi mô hình an ninh mạng.

Các công cụ bảo mật hiện đại ngày càng phụ thuộc vào sự tương tác liên tục với đám mây: tra cứu danh tiếng, kiểm tra hàm băm, cập nhật chữ ký, cập nhật mô hình AI (mức độ phụ thuộc ngày càng tăng khi các hệ thống ứng dụng AI được đưa vào quỹ đạo), gửi mẫu vào môi trường sandbox, tải lên dữ liệu đo lường từ xa và các kết luận tập trung. Trên Trái Đất, điều này hoạt động hiệu quả vì kết nối mạng nhanh và đáng tin cậy. Trong không gian, việc giả định rằng mô hình tương tự sẽ hoạt động như vậy trở nên nguy hiểm.

Trên Mặt Trăng, về mặt kỹ thuật, một số việc trong số này vẫn có thể thực hiện được, nhưng đây không phải là điều bạn nên dựa vào. Mỗi lần tra cứu trên đám mây đều gây ra độ trễ. Mỗi lần gửi dữ liệu từ môi trường thử nghiệm đều phải truyền về Trái Đất rồi quay trở lại. Mỗi phiên làm việc qua máy tính từ xa đều trở nên chậm hơn. Mỗi lần tải lên dữ liệu pháp y có dung lượng lớn đều phải cạnh tranh với băng thông của nhiệm vụ. Nếu kết nối với Trái Đất bị tắc nghẽn, suy giảm chất lượng, bị gián đoạn hoặc không khả dụng, hệ thống bảo mật dựa trên đám mây sẽ trở nên không đáng tin cậy.

Nếu việc này đã khó thực hiện trên Mặt Trăng, thì trên sao Hỏa, nó sẽ trở nên khó khăn hơn rất nhiều, và gần như không thể thực hiện được trong thời gian thực ở không gian sâu thẳm.

Điều này cũng đúng với việc vá lỗi. Nếu bạn thực hiện một sứ mệnh không gian kéo dài nhiều năm, bạn không thể cho rằng mình có thể vá lỗi cơ sở hạ tầng của mình giống như cách bạn vá lỗi cho một chiếc máy tính xách tay, một máy chủ hay một khối lượng công việc trên đám mây. Một tàu vũ trụ có thể đang hoạt động với phần cứng cũ, bộ nhớ hạn chế, bộ xử lý chống bức xạ, băng thông bị giới hạn, nguồn điện hạn chế và khoảng thời gian liên lạc rất ngắn.

Nếu dữ liệu cập nhật không chính xác, nếu lệnh bị lỗi cú pháp, hoặc nếu phần mềm hoạt động khác biệt trong quá trình bay so với khi mô phỏng, việc khắc phục sự cố có thể gặp khó khăn hoặc thậm chí tệ hơn: trở nên bất khả thi.

Voyager là một ví dụ điển hình. NASA đã phóng Voyager 1 và Voyager 2 vào năm 1977, và gần năm thập kỷ sau, đội ngũ kỹ sư vẫn đang tiếp tục bảo trì chúng. Việc cập nhật hoặc sửa lỗi phần mềm trên một tàu vũ trụ đã cũ và ở xa như vậy đòi hỏi kỹ thuật vô cùng tinh vi. Tuy nhiên, điều này cũng chứng minh rằng việc vá lỗi cho tàu vũ trụ là một quá trình chậm chạp, rủi ro và hoàn toàn khác biệt so với việc vá lỗi các hệ thống trên Trái Đất.

Galileo là một ví dụ hữu ích khác. Sau khi được phóng lên, ăng-ten thu tín hiệu mạnh của Galileo đã không thể triển khai hoàn toàn, điều này có nghĩa là tàu vũ trụ không thể sử dụng kênh liên lạc tốc độ cao như kế hoạch. NASA và JPL vẫn thu được những phát hiện khoa học quan trọng nhờ các biện pháp nén dữ liệu, điều chỉnh phần mềm và lập kế hoạch nhiệm vụ cẩn thận. Điều đó đã chứng minh một điểm mấu chốt: trong không gian, những hạn chế về liên lạc chính là yếu tố quyết định các nhiệm vụ.

Câu hỏi về an ninh mạng rất đơn giản: bạn sẽ làm gì khi không thể dựa vào việc liên lạc nhanh chóng, khả năng theo dõi liên tục, phản ứng dựa trên đám mây hay cử người đến tận nơi? Tôi đề xuất ba chiến lược.

Việc phát hiện vẫn có giá trị, đặc biệt là trên các hệ thống mặt đất, trạm đầu cuối và môi trường doanh nghiệp liên quan đến nhiệm vụ, nhưng phương pháp này giả định rằng bạn có thể nhận diện được cuộc tấn công, sau đó nhanh chóng phân tích, phản ứng và khôi phục. Trong không gian, giả định này không vững chắc vì khả năng quan sát có thể bị hạn chế, truyền thông có thể bị chậm trễ, khả năng tính toán có thể bị giới hạn, và quá trình khôi phục có thể diễn ra chậm chạp hoặc thậm chí không thể thực hiện được. Đến khi phát hiện ra vấn đề, nhiệm vụ có thể đã rơi vào tình trạng nguy hiểm.

Đó là lý do tại sao chiến lược phải là phòng ngừatrước khi xây dựng lòng tin.

Mọi tệp tin, bản cập nhật phần mềm, mô hình AI, gói dữ liệu, gói lệnh và thiết bị lưu trữ di động đều phải được coi là không đáng tin cậy cho đến khi được kiểm tra, xác thực, làm sạch và phê duyệt. Hãy áp dụng các phương pháp quét đa lớp, chạy trong môi trường cách ly (sandboxing), vô hiệu hóa và tái cấu trúc nội dung (CDR), xác thực lược đồ, bản cập nhật có chữ ký, danh sách cho phép, xác thực lệnh và nhật ký kiểm tra trước khi bất kỳ thứ gì được đưa vào môi trường nhiệm vụ.

Đừng coi trung tâm điều khiển nhiệm vụ như một bộ phận CNTT doanh nghiệp thông thường, cũng đừng để các hệ thống kỹ thuật tự do can thiệp vào các hệ thống vận hành. Đảm bảo quyền truy cập của nhà cung cấp phải được giới hạn, chỉ mang tính tạm thời, được ghi lại và cách ly; đồng thời phải tách biệt triệt để các trạm mặt đất, đường dẫn lệnh, hệ thống cập nhật phần mềm, môi trường thử nghiệm và các công cụ hợp tác.

Không một chiếc máy tính xách tay nào bị xâm nhập, thông tin đăng nhập nào bị đánh cắp, tệp tin nào bị nhiễm mã độc, bản cập nhật nào có lỗi hay sự cố rò rỉ thông tin từ nhà cung cấp nào cũng được phép xâm nhập vào các hoạt động nhiệm vụ.

Tường lửa rất quan trọng, nhưng đối với các lộ trình nhiệm vụ nhạy cảm nhất, tôi sẽ không chỉ tin tưởng vào tường lửa. Tường lửa được điều khiển bằng phần mềm, nghĩa là chúng có thể bị cấu hình sai, bị vượt qua hoặc bị xâm nhập. Thiết bị diode dữ liệu hoặc cổng một chiều là giải pháp tốt hơn vì chúng đảm bảo luồng dữ liệu một chiều ngay từ thiết kế, chứ không chỉ dựa trên chính sách.

Việc phóng vệ tinh MetaDefender Kiosk là sứ mệnh không gian đầu tiên của chúng tôi, chứ không phải một chiêu trò tiếp thị. Đối với tôi, sứ mệnh Kiosk thể hiện những gì tôi tin là nền tảng của an ninh mạng trong không gian: tính toán độc lập, phòng ngừa trước khi tin tưởng, Bảo mật tập tin theo quy luật xác định, và phần cứng có thể tiếp tục hoạt động trong môi trường khắc nghiệt.

Thứ nhất, đây là một hệ thống độc lập. Mặc dù chúng tôi đã đưa nó lên độ cao cực lớn, nhưng trong suốt nhiệm vụ, hệ thống này không kết nối qua mạng đám mây. Hệ thống sử dụng tính toán cục bộ và hoạt động theo mô hình cách ly hoàn toàn. Chúng tôi dự định sẽ tích hợp một cổng dữ liệu một chiều hoặc một “diode dữ liệu” vào các nhiệm vụ trong tương lai.

Thứ hai, Kiosk công nghệ Deep CDR™ để xử lý hàng nghìn mẫu phần mềm độc hại từ một USB trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, trong một môi trường thử nghiệm được kiểm soát và cách ly. Công nghệ Deep CDR™ là công nghệ xác định, có nghĩa là nó không cần phải đoán xem một tệp có độc hại hay không. Công nghệ này giả định rằng tệp đó có thể độc hại, loại bỏ nội dung hoạt động rủi ro và tái tạo một phiên bản sạch. Nếu bạn khóa quy trình này đúng cách, nó sẽ không yêu cầu cập nhật chữ ký thường xuyên để ngăn chặn nhiều mối đe dọa dựa trên tệp chưa biết, vì Kiosk tệp trước khi tin tưởng nó.

Cuối cùng, chúng tôi đã thử nghiệm phần cứng trong một môi trường khắc nghiệt. Kiosk đã phải đối mặt với nhiệt độ cực đoan, áp suất thấp, chuyển động mạnh, vụ nổ khinh khí cầu, lực G cao trong quá trình hạ cánh, xoay tròn, rơi tự do và thậm chí là rơi xuống sông. Thiết bị vẫn tiếp tục hoạt động được một thời gian sau tất cả những thử thách đó. Điều này rất quan trọng bởi vì an ninh mạng trong không gian là một vấn đề liên quan đến cả phần mềm lẫn phần cứng.