[发明专利]一种轻量级低轨星座组网认证与群组密钥协商方法

摘要

本发明涉及一种轻量级低轨星座组网认证与群组密钥协商协议，属于卫星通信及组网认证技术领域。本发明针对低轨星座网络的拓扑动态变化高，链路切换快的特点提出一种轻量级低轨星座组网认证与群组密钥协商协议；包括低轨星座组网认证协议能够适应低轨星座网络的认证需求，群组密钥协商协议能够在适应认证需求的前提下提高传输效率；与传统的低轨星座组网认证协议相比，本发明避免了单颗卫星被攻击的情况下其他卫星密钥的泄露；利用序列号SQN代替时间戳进行同步，保证了在星地传输时延较大的情况下能够防止重放攻击；使用群组密钥协商协议，提高了传输效率，避免了拒绝服务攻击。

主权项

1.一种轻量级低轨星座组网认证与群组密钥协商协议，其特征在于：包括低轨星座组网认证过程、低轨星座组网群组密钥协商过程和完成群组密钥协商过程后对消息传输方式的改变三部分；其中，低轨星座组网认证过程中涉及到的符号如下：低轨星座网络由低轨卫星和低轨星间链路组成，可以用无向属性图LUG＝(LV，LE)表示；其中，LV表示低轨卫星节点，即表示低轨星座网络中的低轨卫星，具体表述为<nLV，sLV，dLV>，其中，nLV表示低轨卫星编号，是唯一识别低轨卫星的标识；sLV表示低轨卫星的安全信息；dLV表示低轨卫星的受控信息；LE表示低轨星间链路，记为<lvm，lvn，sLE>，其中lvm∈LV为链路LE的起点，lvn∈LV为链路LE的终点；LS表示低轨卫星关口站，记为<nLS，sLS，cLS>，其中nLS表示低轨卫星关口站编号，唯一标识一个低轨卫星关口站；sLS表示低轨卫星关口站的安全信息；cLS表示低轨卫星关口站的控制信息；低轨星座组网认证过程负责卫星在以下两种情况时进行认证；其一，卫星经过极地交汇处之后相邻两侧轨道上的卫星发生变化，相应的卫星间的通信链路需要进行切换时；其二，处于相邻轨道上但运行方向相反的卫星，卫星之间需要通过同轨道上的卫星往高纬度方向进行通信再跳转至相邻轨道上时。