[发明专利]一种ADS-B信息安全认证与加解密方法

权利要求书

1.一种ADS-B信息安全认证与加解密方法，其特征在于，所述ADS-B信息安全认证与加解密方法包括发射端的报文加密处理及接收端的报文解密处理，

其中，发射端的报文加密处理包括如下步骤：

S11：构造ADS-B明文，组装无校验字段的DF19格式的ADS-B明文；

S12：根据时间、秘钥和明文，计算认证码；

S13：密文生成，采用标准加密算法对ADS-B明文的AA、ME字段进行加密，获得有效数据段密文；

S14：计算校验字段PI，

S15：组装ADS-B发射密文，并经相应电路完成发射；

其中，接收端的报文解密处理包括如下步骤：

S21：接收ADS-B密文；

S22：进行PI字段校验；

S23：密文解密，根据同步的时间、秘钥，采用标准加密算法对密文进行解密处理，生成AA、ME字段明文；

S24：AC码安全认证，对明文进行AC码计算和安全认证；

S25：恢复DF19格式的ADS-B明文。

2.如权利要求1所述的ADS-B信息安全认证与加解密方法，其特征在于，步骤S11构造的ADS-B明文包括：

DF字段：下行数据链格式，采用DF19格式，即“10011”，用作专用ADS-B消息的传输标识；

AF字段：应用类型，选择AF=0，即“000”，为专用ADS-B的消息格式；

AC字段：安全认证码，对报文进行动态编码产生；

AA字段：已公布地址，存放为每个ADS-B发射装置唯一分配的地址码；

ME字段：消息字段，承载ADS-B消息，支持比特位自定义或参考DF17格式定义；

PI字段：奇偶校验或一致性字段，基于相应技术标准，由报文的奇偶校验计算产生。

3.如权利要求2所述的ADS-B信息安全认证与加解密方法，其特征在于，DF字段共5比特，AF字段共3比特，AC字段共8比特，AA字段共16比特，ME字段共56比特，PI字段共24比特。

4.如权利要求2所述的ADS-B信息安全认证与加解密方法，其特征在于，步骤S12：计算认证码包括：

Ⅰ：构造参与认证码计算的ADS-B报文数据段；令表示比特拼接符，表示128比特的ADS-B报文数据段，

定义，其中，，，；

其中，表示56位字段的前48位，表示56位字段的后8位；

Ⅱ：设传入设备的128比特秘钥为，将与密钥进行逐比特异或运算得到128比特的；

Ⅲ：构造8位反馈移位寄存器，构造反馈多项式，且反馈多项式周期不低于8，然后将送入反馈移位寄存器；

Ⅳ：将128比特的全部逐比特送入反馈移位寄存器后，得到寄存器存储状态作为认证码AC。

5.如权利要求4所述的ADS-B信息安全认证与加解密方法，其特征在于，步骤S13中对ADS-B明文的AA、ME字段进行加密的过程包括：

Ⅰ：构造128比特的初始化向量，令同步时间为，、、、表示十进制的4位年、2位月、2位日、2位小时的数字；

构造一个40比特的时间相关码，其中表示将一个十进制字符转化为4比特的8421码；

初始化向量由收发双方共享的随机量、、和构成，即；

设，～的每一个字符分别表示8位二进制数据，全部字符按先后顺序排列；

初始化；

Ⅱ：计算，，其中为标准加密函数，为128比特密钥；

Ⅲ：；

Ⅳ：计算，，其中表示左移位操作；

Ⅴ：若，转步骤Ⅲ；若，转步骤Ⅵ；

Ⅵ：输出密文，加密结束。

6.如权利要求5所述的ADS-B信息安全认证与加解密方法，其特征在于，步骤S23密文解密过程，输入数据为密文C，解密过程包括：

Ⅰ：采用步骤S13中初始化向量的构建方法构建128比特的初始化向量，接收端和发射端同步时间，并共享相同的秘钥，初始化；

Ⅱ：计算，，其中为标准解密函数，为128比特密钥；

Ⅲ：；

Ⅳ：计算，，其中表示左移位操作；

Ⅴ：若，转步骤Ⅲ；若，转步骤Ⅵ；

Ⅵ：输出明文，解密结束。