本技术方案涉及卫星网络中高速终端的接入与协同认证,包括一种方法和相应的程序产品。地面控制中心根据接入点和高速终端的注册请求,为其分配身份标识和安全密钥等参数。在终端飞行过程中,若未离开当前接入点覆盖范围,则通过该接入点进行认证;若即将离开,则通过多个接入点协同认证,以实现终端对地面控制中心的快速灵活接入。
背景技术
随着科技的发展,越来越多的超高速终端出现在人们的视野,超高速终端一般是飞行器,例如:飞机、无人机、火箭等。超高速终端具有超高速特性,其速度可以达到几马赫甚至几十马赫,若其接入地面网络,通信会在不同地面基站之间频繁切换,导致丢包率高、服务质量差,无法满足超高速终端的基本通信需求。除此之外,超高速终端的移动跨度一般较大,并且可能会经过海洋、沙漠、山脉等地区上空。然而,由于地面网络基础设施建设成本高昂,只有20%的土地面积被移动服务覆盖,还不到地球表面积的6%。因此,具有泛在连接、海量接入等特性的卫星网络(Satellite-Terrestrial Networks,STN)成为解决超高速终端通信难题的有力解决方法之一。
STN是以卫星网络为主体的异构网络,一般由部署在不同轨道上的各种卫星或航天器、地面站以及具有卫星通信能力的移动终端组成。与传统地面网络相比,STN可以克服地域限制的不足,提供更加灵活、无处不在的接入服务,可以为超高速终端提供持续稳定的接入和数据通信服务。此外,卫星网络在航空、航海或灾区等极端条件下提供通信服务方面具有良好的前景。同时,低地球轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星由于距离地球较近,与地球同步轨道(Geosynchronous Earth Orbit,GEO)和中地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)卫星相比,传输时延较低,更适合作为接入点组成网络。
并且,随着卫星技术的不断进步及数据通信业务类型的拓展,星上处理能力将大大增强,将实现星上信号再生处理、路由交换等功能,不同的卫星之间可以通过星间链路建立广泛的、全面的连接;卫星网络将面向多样化的应用场景,按需为差异化终端提供服务。超高速终端结合卫星网络,可以实现远距离、轻量级、安全、稳定的通信,可以提高国防防御能力。
然而,卫星网络相比于传统网络存在更多的安全风险。一方面,星地链路高度暴露,因此信息容易受到非法窃听和恶意篡改。另一方面,卫星网络拓扑复杂,难以维持稳定的卫星链路。研究人员提出了各种终端接入卫星网络的认证方案,其中大部分卫星接入点无法在协议执行过程中更改,因此这些方案不适用于超高速终端的接入认证。此外,现有的终端接入认证方案主要采用数字签名或公钥密码体制,信令开销和计算开销大,不适用于计算能力有限的超高速终端。
实现思路