卫星安全组网认证关键技术研究
发布时间：2022-11-09 19:49
卫星通信网对社会经济的发展具有重要推动作用。同时包含高、低轨两种组网卫星的双层卫星网络,既能实现卫星信号的广域覆盖,又能解决地面控制中心对在轨卫星的全天候管理难题,一经提出就受到了广泛关注。然而,复杂的组网方式和严苛的部署环境对星间组网认证方案的设计提出了更高的要求。不同于地面无线网络,面向卫星网络的身份认证技术需要在复杂的网络环境中同时应对资源受限的星上环境、动态变化的网络结构、断续连通的通信链路等一系列安全挑战。此外,为适应节点数量海量化、拓扑结构复杂化等组网新趋势,认证方案还需要在保证组网安全的前提下尽量减少对地面控制中心等可信第三方的依赖,以保证星间组网认证的自主性与灵活性。因此,如何实现海量通信卫星在复杂环境下的自主、安全、高效组网已经成为了一个研究热点。对于双层卫星网络,现有的安全认证方案在设计时大多未考虑具体网络结构,并不完全适用于该网络高、低轨卫星之间的层间组网认证、邻近轨道相邻低轨卫星之间的星间组网认证等较为复杂的组网场景。针对上述问题,本文提出了两种分别适用于双层卫星网络不同组网场景的星间组网认证方案,重点解决该网络高、低轨卫星间的组网认证问题和邻近轨道相邻低轨卫星...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.3 研究内容
1.4 课题支持
1.5 章节安排
第二章 相关基础知识
2.1 卫星网络简介
2.1.1 卫星与星座
2.1.2 双层卫星网络的运行方式
2.1.3 双层卫星网络的网络特征与环境参数
2.2 密码学基础
2.2.1 随机数
2.2.2 消息验证码
2.2.3 哈希函数
2.2.4 分组密码
2.2.5 DH密钥交换
2.3 安全协议理论基础
2.3.1 BAN逻辑
2.3.2 Dolev-Yao模型
2.4 本章小结
第三章 适用于双层卫星网络的星间组网认证方案
3.1 系统模型与安全需求
3.1.1 系统模型
3.1.2 攻击者模型
3.1.3 安全需求
3.2 G2L-AKA星间组网认证方案
3.2.1 系统初始化
3.2.2 初始接入认证
3.2.3 认证预计算
3.2.4 星间切换认证
3.3 方案分析
3.3.1 安全性证明
3.3.2 安全性分析
3.3.3 性能分析
3.4 本章小结
第四章 面向低轨卫星网络的星间组网认证方案
4.1 系统模型
4.2 L2L-AKA星间组网认证方案
4.2.1 系统初始化
4.2.2 三方认证
4.2.3 认证预计算
4.2.4 两方认证
4.3 方案分析
4.3.1 安全性证明
4.3.2 安全性分析
4.3.3 性能分析
4.4 本章小结
第五章 测试环境部署与仿真测试
5.1 测试环境部署
5.1.1 认证系统结构
5.1.2 方案认证流程
5.1.3 仿真测试环境
5.2 双层卫星网络星间组网认证方案性能测试
5.3 低轨卫星网络星间组网认证方案性能测试
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于身份的空间网络组密钥管理方案[J]. 罗长远,李伟,霍士伟. 通信学报. 2010(12)
[2]基于无证书的卫星网络密钥管理方案[J]. 余哲赋,周海刚,吴兆峰,朱晓薇,王晓燕. 军事通信技术. 2012(02)
[3]混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析[J]. 韩松辉,归庆明,李建文,杜院录. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(09)
[4]LEO卫星通信系统覆盖时间和切换次数分析[J]. 杨斌,何锋,靳瑾,徐广涵. 电子与信息学报. 2014(04)
[5]基于多层分簇的北斗卫星导航系统拓扑结构与路由策略[J]. 李飞龙,李广侠,李志强,彭锋彬. 通信学报. 2014(10)
[6]卫星通信的近期发展与前景展望[J]. 易克初,李怡,孙晨华,南春国. 通信学报. 2015(06)
[7]面向网络空间的访问控制模型[J]. 李凤华,王彦超,殷丽华,谢绒娜,熊金波. 通信学报. 2016(05)
[8]天地一体化信息网络安全保障技术研究进展及发展趋势[J]. 李凤华,殷丽华,吴巍,张林杰,史国振. 通信学报. 2016(11)
[9]天地一体化网络中基于预认证与群组管理的安全切换方案[J]. 洪佳楠,李少华,薛开平,洪佩琳. 网络与信息安全学报. 2016(07)
[10]Telesat公司拟增资,提出117颗星的星座概念[J]. 卫星与网络. 2016(11)
博士论文
[1]宽带卫星网络安全协议研究[D]. 黄展.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3704788
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.3 研究内容
1.4 课题支持
1.5 章节安排
第二章 相关基础知识
2.1 卫星网络简介
2.1.1 卫星与星座
2.1.2 双层卫星网络的运行方式
2.1.3 双层卫星网络的网络特征与环境参数
2.2 密码学基础
2.2.1 随机数
2.2.2 消息验证码
2.2.3 哈希函数
2.2.4 分组密码
2.2.5 DH密钥交换
2.3 安全协议理论基础
2.3.1 BAN逻辑
2.3.2 Dolev-Yao模型
2.4 本章小结
第三章 适用于双层卫星网络的星间组网认证方案
3.1 系统模型与安全需求
3.1.1 系统模型
3.1.2 攻击者模型
3.1.3 安全需求
3.2 G2L-AKA星间组网认证方案
3.2.1 系统初始化
3.2.2 初始接入认证
3.2.3 认证预计算
3.2.4 星间切换认证
3.3 方案分析
3.3.1 安全性证明
3.3.2 安全性分析
3.3.3 性能分析
3.4 本章小结
第四章 面向低轨卫星网络的星间组网认证方案
4.1 系统模型
4.2 L2L-AKA星间组网认证方案
4.2.1 系统初始化
4.2.2 三方认证
4.2.3 认证预计算
4.2.4 两方认证
4.3 方案分析
4.3.1 安全性证明
4.3.2 安全性分析
4.3.3 性能分析
4.4 本章小结
第五章 测试环境部署与仿真测试
5.1 测试环境部署
5.1.1 认证系统结构
5.1.2 方案认证流程
5.1.3 仿真测试环境
5.2 双层卫星网络星间组网认证方案性能测试
5.3 低轨卫星网络星间组网认证方案性能测试
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于身份的空间网络组密钥管理方案[J]. 罗长远,李伟,霍士伟. 通信学报. 2010(12)
[2]基于无证书的卫星网络密钥管理方案[J]. 余哲赋,周海刚,吴兆峰,朱晓薇,王晓燕. 军事通信技术. 2012(02)
[3]混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析[J]. 韩松辉,归庆明,李建文,杜院录. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(09)
[4]LEO卫星通信系统覆盖时间和切换次数分析[J]. 杨斌,何锋,靳瑾,徐广涵. 电子与信息学报. 2014(04)
[5]基于多层分簇的北斗卫星导航系统拓扑结构与路由策略[J]. 李飞龙,李广侠,李志强,彭锋彬. 通信学报. 2014(10)
[6]卫星通信的近期发展与前景展望[J]. 易克初,李怡,孙晨华,南春国. 通信学报. 2015(06)
[7]面向网络空间的访问控制模型[J]. 李凤华,王彦超,殷丽华,谢绒娜,熊金波. 通信学报. 2016(05)
[8]天地一体化信息网络安全保障技术研究进展及发展趋势[J]. 李凤华,殷丽华,吴巍,张林杰,史国振. 通信学报. 2016(11)
[9]天地一体化网络中基于预认证与群组管理的安全切换方案[J]. 洪佳楠,李少华,薛开平,洪佩琳. 网络与信息安全学报. 2016(07)
[10]Telesat公司拟增资,提出117颗星的星座概念[J]. 卫星与网络. 2016(11)
博士论文
[1]宽带卫星网络安全协议研究[D]. 黄展.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3704788
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3704788.html
