Um comando assinado aplicado num tempo enganado continua a encaminhar mal

Uma nota técnica para operadores de redes indexadas no tempo: constelações que encaminham, atribuem tarefas ou transferem por um calendário, em que cada nó atua quando o seu próprio relógio atinge um instante programado.

Abreviaturas: GNSS, Global Navigation Satellite System; TPL, nível de proteção da temporização; PNT, posicionamento, navegação e temporização.

A afirmação#

Autenticar mensagens de controlo, inclusive com assinaturas pós-quânticas, prova quem enviou uma mensagem e que esta não foi alterada. Não prova quando o recetor atua com base nela. Um nó executa um comando indexado no tempo face ao seu próprio relógio. Se esse relógio tiver sido deslocado de δ, um comando válido para o instante T é executado no tempo verdadeiro T + δ, com todas as assinaturas intactas. Quando |δ| excede a guarda de slot, o tráfego cai no slot errado, uma ligação comuta enquanto a outra extremidade ainda aponta para outro lado, ou uma transferência ocorre antecipadamente. A rede encaminha mal e todas as verificações de integridade no caminho do comando comunicam sucesso.

Porque é que o relógio é o alvo fraco#

O tempo GNSS é a referência habitual, e pode ser alvo de spoofing. Um nó que disciplina o seu relógio pelo GNSS herda o tempo que o recetor servir. Um agente de spoofing que mantenha verdes os próprios indicadores de qualidade do recetor pode deslocar esse tempo lentamente.
As verificações de frescura usam o mesmo relógio. Uma janela de validade ("aceitar este comando até T + w") ou um contador de repetição associado ao tempo é avaliado face ao relógio local, pelo que um relógio deslocado pode também alargar a janela em que um comando assinado capturado é aceite.
O ataque não precisa de chave. Nada no canal assinado é tocado. Uma criptografia mais forte aumenta o custo de forjar um comando e deixa este custo inalterado.

Isto situa-se ao lado do trabalho pós-quântico, não contra ele: os dois fecham brechas diferentes. As assinaturas impedem um comando forjado. A integridade do tempo impede que um comando genuíno seja executado no momento errado.

O que o limita#

Quatro medidas, cada uma quantificada pelo tipo de cenário slot-timing (SLOT-TIMING.md):

Um monitor assistido pelo relógio. Compara o tempo GNSS com o relógio do próprio nó em navegação livre ao longo de uma janela e dá alarme quando a diferença é demasiado grande para ser ruído do relógio. O TPL condicional limita o erro que pode passar despercebido antes do alarme.
Verificações independentes, agendadas. Uma transferência de tempo bidirecional com uma estação terrestre ou uma comparação por ligação cruzada com um vizinho fora do alcance do agente de spoofing limita a duração de um desvio lento. O seu intervalo de revisita é um parâmetro de segurança, não apenas operacional.
Geometria. Um agente de spoofing no solo só alcança um satélite de órbita terrestre baixa enquanto este está acima do horizonte do agente, pelo que o desvio é limitado pela taxa de rampa do agente multiplicada por essa janela. Em termos aritméticos: uma rampa de 10 ns/s mantida durante 600 s dá 6 µs. O exemplo incluído (kshana example slot-timing-ocxo-leo: órbita de 550 km, rampa máxima de 10 ns/s) comunica uma exposição ao agente de spoofing de 732 s e um desvio limitado pela rampa de 7 321 ns.
Uma guarda dimensionada a partir do limite e uma ação segura em caso de alarme. A guarda de slot deve cobrir o maior erro não detetado que o monitor e as verificações permitem, e não apenas o ruído do relógio em marcha livre. Em caso de alarme, um nó deve manter o seu último calendário válido no seu relógio em navegação livre, em vez de seguir o GNSS.

O que esta nota não afirma#

Não afirma que se tenha observado um satélite alvo de spoofing a encaminhar mal; não estima a exposição de nenhum operador; e os limites para que remete são MODELLED, condicionais à deteção e aos pressupostos de ameaça indicados. Defende uma composição: uma assinatura válida e um tempo de execução correto são propriedades separadas, e uma rede indexada no tempo precisa de ambas.