郝文婷

摘要卫星通信的安全研究是当前无限通信技术领域十分重视的课题，物理层安全技术作为一种新的安全技术研究方向，具有其独特的优势与特征。在现有的卫星通信领域，物理层安全技术研究正处于高速发展的阶段。同时，物理层安全技术运用于卫星通讯也存在一定的潜在问题。结合现有通讯平台的关键技术，探究卫星通信安全技术的可行性，对卫星通信安全技术的发展前景具有重要的参考意义。

关键词卫星通信；物理层；安全技术

中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0080-01

卫星通信作为一种重要的无线通信方式，具有全球无缝覆盖、组网灵活以及资源共享等诸多的优势。现阶段，人们更多的关注通信的有效性和可靠性，对卫星通信的安全性缺乏必要的认识。因此，卫星通信的安全技术显得尤为重要，避免广播通信中信息被截获等其他的安全隐患。

1卫星通信优势与特征

1.1 卫星通信优势

卫星通讯具有宽频带、容量大的主要特征，能够适用于多种业务，且覆盖面广、稳定性强的优势。现阶段，卫星通信主要运用于军用领域，是战场信息传输的重要方式。卫星通信相比较于其他传统的通信方式，还具有以下三个主要的优势。

1）卫星通讯能够实现超远距离通信，其通信成本与距离没有必然的关系。在理论上，全球范围内只需要3颗地理通信卫星即可完全覆盖，在任何两个卫星波束覆盖的范围内均可建立终端站点。

2）卫星波束所覆盖的任意范围内，只要建立站点均可实现多向、多地点的通信。

3）卫星通信的容量相较于传统的通信方式庞大，可同时支持多种业务传输。

1.2 卫星通信特征

卫星通讯具有诸多的优势是无可置疑的，然而，鉴于安全技术层面的限制，卫星通信也存在一些问题尚待解决。这也是现阶段，卫星通信的主要特征。

首先，受能量组员的限制，卫星通信系统总体上受到功率的限制，与卫星生携带的功率放大器有直接的关系，且信号传输存在非线性的特征，对于卫星上的单个波束，要适合的多址方式实现多地址的联接；另外，卫星信号长期暴露在外部，容易受到恶意用户的全程窃听。可见卫星通信系统的安全性，是卫星通信研究领域需要重点解决的问题。

2物理层安全模块研究及可行性分析

2.1 物理基本模型

卫生通信物理层安全技术以安全信息理论为研究基础，最早提出这一观点的是Shannon C E（香农），他提出以信息接收端所能获得的信息为安全性能统计的指标，授权用户是否能够具有非授权用户所不具备的信息优势，作为通信是否安全的衡量标准。譬如，授权用户能够获得比非授权用户更准确的信息，非授权用户获得的信息是具有不确定性的。

2.2 卫星通信物理层安全可行性分析

与传统通信技术有些相似的是，卫星通讯的安全保障童谣依赖于密钥技术。卫星上次密钥的技术原理体现在数据信息进入心道之前，先进行加密处理，在接收端，授权用户接受到数据将进行解密模块的处理。这种对称密钥的安全模型，在保障信息安全方面具有较强的靠操作性，但是也存在一些问题。首先，继承了传统密钥本身的缺陷，加密只是相对的安全，窃听技术也在不断的发展，解密的可能十分的大；其次，在保密模块对信息进行序列处理的过程中，因为存在信道误码性能放大的缺点，整个保密序列都有可能发生错误，进而导致信息加密传输无效；再次，加密会增加信号处理的时间，使得传输的效率受到了影响；最后，因保密模块会加大卫星系统能量的消耗，这对通信卫星终端小型化的发展趋势是相悖的。

利用传输技术获得安全容量或者误码性能优势，来保障信息的安全，是物理层安全传输技术的核心。主要包括安全容量、安全信道控制、信号功率分配策略和信号接收四个方面。从这四个方面保证卫星通信的安全性，可以发现，与传统单一的加密安全保障相比更具有保障。物理层安全技术不仅克服了传统加密技术存在的隐患，还为后期卫星通信的安全技术研究方向开拓了新的研究方向。

3卫星通信物理层安全技术前景展望

卫星通信物理层安全技术将系统安全容量和误码性能优势获取，作为技术研究的目的，同时将信息传输的可靠性和有效性兼顾，保证了授权卫星通信用户的有效和可靠。这种安全技术降低了窃听者截获准确信息的可能性，在未来卫星通信领域将具有重要的意义。在不同的卫星通信平台系统，物理层安全技术也面临着不同的关键技术创新和突破。譬如单星平台系统就需要在安全编码调制技术和安全密钥交互分发技术方面做出突破，前者的难题是安全容量难以获取方面的原因导致的，后者是由于广播信道条件下的密钥提取问题。

在卫星通信物理层安全技术领域，基于信道特性的密钥提取技术，要充分考虑窃听端对信道参数的估算能力，如此，才能降低密钥泄露的概率。随着现代社会对卫星通信技术的需求，星座平台和天基平台系统将逐渐的发展起来。与单星平台系统相比，后两者在物理层安全技术方面的关键技术更加的复杂化。星座系统的架构下，卫星通信的结构设计也将跟家的灵活，所以，研究兼顾有效性与可靠性的安全传输技术是十分重要的。

4结论

当前，用户在共享了卫星通信所带来的有效可靠通信环境之后，通信的安全性逐渐成为人们关注的话题。基于传统无线通信的优势，地面无线通信物理层的安全技术研究为卫星通信的安全性研究，提供了新的思路。在已有研究成果的基础上，优化卫星通信的安全技术，研发出一种适合卫星通信系统平台的物理层安全技术，将对未来的通信技术带来巨大的好处。现阶段，物理层安全技术尚处于进一步研究和发展的阶段；同时，卫星通信也正处于高速发展的阶段，要形成稳定成熟的卫星通信系统平台，还需要相关领域和专业人员的不断努力和创新。

参考文献

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