Micropatch算法提高地对航天器软件更新效率

西南研究所开发了一种算法，可以使用比传统技术更少的时间和数据来远程更新和修复航天器软件。

该工具不仅提高了卫星软件传输的整体效率，还可以从失败的无线更新和恶意网络攻击中恢复数据。它的工作原理是在将自定义“微补丁”部署到损坏或丢失的软件之前识别丢失的字节和其他错误。

SwRI智能系统部门的研究工程师亨利·哈斯韦尔(HenryHaswell)表示：“我们的工具可以发现并修补较小的错误，而不是更新整个文件或操作系统(通常需要无线卫星软件更新)。”Haswell将于8月10日至13日在拉斯维加斯举行的DEFCON31上发表题为“国际空间站上的安全微补丁”的研究论文。

研究人员于6月25日在国际空间站(ISS)上成功部署并测试了该工具。SwRI与AxiomSpaceInc.和亚马逊网络服务(AWS)合作，在国际空间站的AxiomSpace操作计算机上上传和评估微补丁技术。国际空间站。AxiomSpace与AWS合作，将这台AWSSnowcone计算机带到国际空间站，作为Ax-1任务的一部分。

“这个现实世界的演示证明了使用这种强大技术的优势，”SwRI计算机科学家迭戈·阿尔杜辛(DiegoAlducin)说。“你可以在地球上的实验室中进行数月的测试，模拟各种场景，但真正的测试发生在太空的恶劣条件下。

通过带宽有限和间歇性联系的缓慢遥测网络更新卫星软件可能会中断更新并损坏文件。当发生这种情况时，当前的标准是通过网络重新发送整个文件。然而，这通常需要等待卫星与地面站对准的窗口。此窗口可能短至八分钟，并且可能每隔几天才出现一次。

阿尔杜辛说：“我们的研究重点是减少数据重传的大小，因为这对于减少任务停机时间至关重要。”

虽然其他技术可以解决网络中断问题，但它们的成本可能过高。一些航天器使用错误检测和纠正(或EDAC软件)来纠正传输错误，但这些应用程序耗电且内存占用较大。

在ISS测试之前，SwRI实验室测试了五种算法，模拟了几种损坏模式。实验室研究确定双断点搜索(DBS)算法是地对空部署最有前途的解决方案。DBS补丁可以解决各种复杂的文件错误，例如插入、修改和删除，而遗留系统只能修复简单的问题。

SwRI正在计划下一阶段的研究，以减少更新文件所需的消息数量，同时保持相同的纠错能力。研究人员还希望增强微补丁的连续性，从而在临时连接丢失的情况下实现无缝文件传输。

太空微补丁研究建立在SwRI开发的汽车网络安全工具的基础上，该工具用于保护汽车和卡车的无线(OTA)更新。SwRI的高可靠性系统部门为航空航天、汽车、石油和天然气、关键基础设施和运输行业开发关键任务系统。SwRI的智能系统部门是软件、网络安全、人工智能、数据分析和系统工程解决方案开发领域的领导者。

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