基于信息认证的北斗二代民用信号抗欺骗方法

发布时间：2020-04-17 03:56

【摘要】：北斗二代民用卫星导航系统由于其导航电文中缺乏认证措施,使得该系统面临着严重的安全威胁,并容易遭受到欺骗攻击的影响。在欺骗攻击下,接收机的定位结果将被欺骗方操控。因此,对于采用卫星导航定位的轮船或飞行器而言,欺骗攻击将会引发极其恶劣的后果。本文在分析了欺骗攻击的基础上,提出了一种基于国产密码算法的抗欺骗方法。本文方法通过将所有的认证信息都插入到导航电文的保留位之中,在实现了信息认证功能的同时避免了对现有北斗二代卫星导航系统帧结构的调整;通过认证码信息验证卫星时间信息的真实性以及连续性,采用签名信息验证卫星位置信息与其他信息的完整性。为了避免接收机因公钥或者密钥错误而引发认证失败,设计了密钥提示信息与公钥提示信息来提醒接收机及时更新密钥或公钥。此外,本文方法设计了基于数字证书以及北斗短报文的公钥信息更新方式,保证了公钥信息在更新过程中的安全可靠。在设计的北斗二代抗欺骗攻击的仿真平台中,开展在高斯噪声环境下检测欺骗攻击的仿真实验。仿真结果表明本文方法可以检测欺骗攻击并且其认证延时低于传输延时的百分之一,说明本文方法满足北斗二代导航民用系统信息认证的需求,并增强了北斗二代民用信号抵抗欺骗攻击的能力。
【图文】：

欺骗方图 2-7 欺骗过程欺骗方发动欺骗攻击的过程主些信号都会被欺骗方和接收机信号参数以及导航信息内容。号。在发送这些欺骗信号之前接收机失锁并重新捕获卫星信，适当增大欺骗信号功率，并第三步，接收机为了重新捕获由于正常信号的功率比欺骗信信号，而认为正常信号是多径波相位、扩频码相位和电文内

图 4-1 实验仿真信息传输以及信息认证过程根据图 4-1 所示，在本方法中，地面主控站负责密钥信息和公钥信息的生成，带有认证功能的导航电文的生成，短报文信息的认证码生成以及短报文加密。北斗二代卫星负责转发导航电文信息。终端用户负责验证导航电文的认证码以及签名信息，以及对短报文信息进行解密认证。4.1 北斗二代导航系统抗欺骗攻击的实现图 4-1 所展示的整体信息认证过程中，部分过程的伪代码如下所示。4.1.1 认证码的验证导航电文中的认证码信息与密钥生成中的 SM4 密钥信息以及 SOW 信息相关。其验证过程中主要比较新生成的认证码与导航电文中的认证码是否一致，，若
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN967.1

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本文编号：2630424