[发明专利]一种星间认证方法、系统、介质、设备、终端及应用

说明书

本发明属于卫星网络通信技术领域，公开了一种星间认证方法、系统、介质、设备、终端及应用，卫星节点获取身份及所需卫星节点之间认证的证书，将证书信息作为交易打包生成区块，生成区块经过共识验证添加到区块链中，卫星发起认证请求，卫星节点查询本地账本信息；如果未查询到相关卫星信息，采用基于信令交互认证方式完成卫星认证并将认证结果打包在新区块中；如果查询到相关卫星信息，采用基于区块链核验信任链的认证方式，核验卫星节点之间是否存在完整证书链；如果核验成功则卫星节点完成认证，若未形成完整证书链，则卫星之间采用基于信令交互认证方式完成卫星认证。本发明借助区块链技术，减少了加密和身份认证的时间和开销。

技术领域

本发明属于卫星网络通信技术领域，尤其涉及一种星间认证方法、系统、介质、设备、终端及应用。

背景技术

目前：中低轨卫星网络因其覆盖范围广，传输带宽高，组网灵活易维护等特点，在通信领域起着重要的作用。随之而来的是卫星节点数量大量化，卫星拓扑结构复杂化，卫星网络的应用越来越广泛，但是卫星通信网络和地面网络有着相似的网络脆弱性，面临着多种多样的攻击，建立安全机制为卫星网络提供安全防护至关重要。安全的身份认证技术能够有效避免实体假冒，非授权访问，认证欺骗等攻击的发生，因此针对网络接入，通信实体认证等认证技术是实现卫星通信网络的安全稳定运行的重要保证。卫星认证主要是星地认证，同层卫星认证，层间卫星认证三种认证需求。目前常见的卫星星间认证方式有采用基于公钥基础设施PKI颁发证书进行身份认证，基于签名算法信息交互完成身份认证。依赖于PKI设施的身份认证，在节点数量过大时会出现节点认证时间过长，不能很好地适应卫星网络的动态拓扑变化，或是PKI出现问题时导致单点故障，直接影响卫星后续身份验证，目前相关改进方案是按照网络动态拓扑结构，设计分层CA系统，层级结构共同承担PKI功能。卫星体积小，处理业务多，使用签名算法时需要同时考虑密钥长度，加密开销和密钥安全性这几方面相互制约的因素，一般卫星上采用轻量级加密算法，牺牲一部分密钥安全性来减少加密的时间，降低加密的开销。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前按照网络动态拓扑结构，设计分层CA系统，层级结构共同承担PKI功能，卫星体积小，处理业务多，使用签名算法时需要同时考虑密钥长度，加密开销和密钥安全性这几方面相互制约的因素；卫星上采用轻量级加密算法，牺牲一部分密钥安全性来减少加密的时间，降低加密的开销。

解决以上问题及缺陷的难度为：为了保证卫星网络中卫星节点身份认证的安全性和可靠性，对密钥的长度提出更多新的要求。一般而言，密钥越长安全性越高，但是认证开销也越来越大，如何将密钥的长度与认证的安全可靠性合理平衡，是解决上述问题的难度之一。目前卫星星间常用的认证方式，并没有完全适用于拓扑结构多样，拓扑动态多变的卫星场景，如何设计一种稳健的星间认证方式，是解决卫星认证问题的第二个难度。解决以上问题及缺陷的意义为：利用区块链技术，实现证书及身份信息存储的可靠性，可溯源性与不可更改性，借助每个卫星节点的本地账本中存储记录的全网卫星节点的身份和认证证书信息，在卫星认证过程中，实现卫星间快速认证。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种星间认证方法、系统、介质、设备、终端及应用。

本发明是这样实现的，一种星间认证方法，所述星间认证方法的卫星节点获取身份及所需卫星节点之间认证的证书，将证书信息作为交易打包生成区块，生成区块经过共识验证添加到区块链中，卫星发起认证请求，卫星节点查询本地账本信息；如果未查询到相关卫星的信息，采用基于信令交互认证方式完成卫星认证并将认证结果打包在新区块中；如果查询到相关卫星的信息，采用基于区块链核验信任链的认证方式，核验卫星节点之间是否存在完整证书链；如果核验成功则卫星节点完成快速认证，若未形成完整证书链，则卫星之间采用基于信令交互认证方式完成卫星认证。

进一步，所述星间认证方法具体包括：

第一步，卫星节点发起认证请求；

第二步，查询本地账本是否具有相关卫星节点的信息；