[发明专利]基于超混沌加密的空间网络跨域匿名身份认证方法

说明书

基于超混沌加密的空间网络跨域匿名身份认证方法，涉及空间信息网络技术，解决现有传统网络中应用的安全机制不能直接适用于空间网络的情况，无法实现空间跨域身份认证的问题，提供一种基于超混沌加密的空间网络跨域匿名身份认证方法。该方法分为注册阶段和认证阶段两部分，混沌算法对初始条件及控制参数敏感，结构复杂，难以预测和分析，同时具有良好的随机性、复杂性的伪随机序列，这些特性使得混沌适用于加密。量子细胞神经网络是以量子细胞自动机耦合的细胞神经网络结构，从每个量子细胞自动机的极化率和量子相位获得复杂的线性动力学特征，用于构造纳米级的超混沌振荡器，具有功耗低，集成度高的特性，更好的满足空间网络星上节点的应用需求。

技术领域

本发明涉及空间信息网络技术，具体涉及一种基于量子细胞神经网络超混沌系统加密的空间网络跨域匿名身份认证方法。

背景技术

天地一体化信息网络是指运行在不同轨道上、不同类型、不同性能的卫星，通过星间、星地链路将地面、海洋和深空中各种通信平台密集联合，形成覆盖全球的通信，导航，信息支援与保障的综合高效的一体化信息网络。随着全球一体化进程的迅速迈进，人们对网络通信技术的依赖程度日趋明显。天地一体化网络的飞速发展，将给人们生活带来了各种便利。

天地一体化网络是由地面互联网、无线移动通信网和空间网络组成的一个超大的异构网络，由于空间网络的卫星节点高速运动导致拓扑结构动态变化和网络节点跨域切换频繁；星上节点计算能力有限，使得天地一体化网络对身份认证时的加密解密算法的性能要求更高；空间网络通信开放，而且时延长，因此面临着多种严重的安全威胁，如身份假冒、通信侦听、通信栏截和编码破解。近年来频发的卫星安全事件足以证明这一点：2006年印尼黑客通过自制的信号终端成功入侵商用卫星；2007年欧洲Galileo导航系统中的GIOVE-A卫星编码算法被攻破。2009年我国北斗导航系统的M1民用编码被破解，这些事件的发生，为网络跨域匿名身份认证安全敲响了警钟。

发明内容

本发明为解决现有传统网络中应用的安全机制不能直接适用于空间网络的情况，无法实现空间跨域身份认证的问题，提供一种基于超混沌加密的空间网络跨域匿名身份认证方法。

基于超混沌加密的空间网络跨域匿名身份认证方法，该方法分为注册阶段和认证阶段两部分，具体由以下步骤实现：

步骤A、注册阶段：

步骤A1、将空间网络中的通信节点在该通信节点所在可信域中的认证中心进行注册，并将所述通信节点的ID信息S_id通过安全信道发送至所述通信节点所在可信域中的本地安全认证中心；

步骤A2、所述本地安全认证中心根据接收的所述通信节点的ID信息S_id生成临时ID信息TS_id，通过计算生成本地密钥key_x和本地认证信息V_x；并将生成的本地认证信息V_x和临时ID信息TS_id存入本地安全认证中心的本地认证表中；

步骤A3、所述本地安全认证中心通过安全信道将临时ID信息TS_id与本地密钥key_x发送至所述空间网络中的通信节点，所述通信节点保存临时ID信息TS_id与本地密钥key_x的信息；

步骤A4、所述本地安全认证中心将自身信息IS_id发送至空间安全认证中心；

步骤A5、所述空间安全认证中心为所述本地安全认证中心生成临时ID信息TIS_id；通过计算生成空间密钥key_y和空间认证信息V_y；并将所述空间认证信息V_y和临时ID信息TIS_id存入空间安全认证中心的空间认证表中；

步骤A6、所述空间安全认证中心通过安全信道将临时ID信息TIS_id和空间密钥key_y发送至所述本地安全认证中心，所述本地安全认证中心将临时ID信息TIS_id与空间密钥key_y的信息保存至本地认证表中；

步骤B、认证阶段：