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卫星通信系统密钥管理方案OKA的研究与设计

陈浩  
【摘要】:卫星移动通信系统一方面具有覆盖范围广泛、布置迅速,不受地理环境限制的特点,但是由于其空间信道的开放性,卫星的暴露性等多种原因,其传输的信息极易被截获,造成移动卫星通信系统的安全受到了严重的威胁。如果没有强有力的信息安全保密系统的保障,移动卫星通信系统很容易遭到攻击,受到破坏,信息传输将无法得到安全保障。密钥管理是整个卫星安全保密系统中的重要环节,密钥的泄漏将直接导致信息内容的泄漏。为此,开展卫星通信系统密钥管理的研究,设计满足卫星通信系统特点的密钥管理方案,对支撑卫星移动通信系统安全保密体系的建设具有重要意义。本论文采用基于对称密钥密码体制的密钥管理技术和基于公开密钥密码体制的密钥管理技术,结合卫星通信系统的呼叫建立过程,分别设计了集中式密钥分发和双方自协商密钥两种密钥在线管理方案,并进行了仿真与分析。主要内容如下: 1、简要介绍卫星通信系统。包括对卫星通信系统的分类、组成、网络结构和工作过程等内容,对国外铱系统、全球星系统和轨道通信(Orbcomm)系统等移动卫星通信系统的情况作了简单介绍。 2、分析卫星通信系统可能面临的各种安全威胁,列举了被动攻击、主动攻击、近距离攻击、内部攻击和分发攻击等多种攻击模式,阐述了密钥的重要意义、密钥的种类及作用,以及密钥管理在卫星安全保密系统中的重要作用,介绍了基于对称密钥密码体制和基于公开密钥密码体制两种密钥管理技术。 3、以24颗低轨移动通信卫星系统为假象背景,结合用户跨信关站的呼叫过程,研究和设计集中密钥分发和双方自协商密钥分发两种方案,提出了密钥分发协议安全性设计要求,并且采用OPNET仿真工具建立了卫星通信系统密钥管理仿真模型,包括终端节点、信关站和卫星三种通信模型,对每种通信模型内的各个功能模块进行了说明。 4、在卫星通信系统密钥管理仿真模型下,设计了集中式密钥分发和双方自协商式密钥分发两种仿真场景,对密钥分发时延指标进行了仿真分析。 最后,对本论文进行工作总结,并提出技术展望。


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