余哲赋 周海刚 吴兆峰 朱晓薇

1 解放军理工大学通信工程学院 江苏 210007 2 中国人民解放军73689部队 江苏 210042

0 引言

多层卫星网络是一个在双层或多层轨道平面内同时布星，利用层间星际链路建立的立体交叉卫星网络。与单层卫星网络相比，多层卫星网络具有覆盖域广、空间频谱利用率高、组网灵活、抗毁性强、功能多样性(融合天基通信、导航、定位等多种功能)等优点，能够实现各种轨道高度卫星星座的优势互补，为许多军事任务及科研任务服务，成为未来卫星网发展的一种理想组网模式，其网络架构如图1所示。

卫星网络因其灵活性和适用性而广泛应用于军用、民用、商用等领域，其固有的广播信道的特点使其可以在大范围内提供数据组播服务，与其他组播网络相比具有更大优势。然而由于卫星自身的特点使得卫星网络不同于传统网络：卫星网络通过移动节点间的相互协作进行组网，具有网络拓扑动态变化、带宽和计算能力受限等特征。此外，卫星之间的通信具有开放性，网络中传输的数据容易被非授权者甚至恶意攻击者截获从而引发大量安全性问题，比如主动入侵、拒绝服务等攻击。因此，卫星网络节点之间的通信安全面临极其严峻的挑战。

卫星网络通信的安全需求一般包括对节点的身份鉴别，以及对信息链路的机密性、完整性保护。为了满足上述安全需求，最重要的是实现节点之间安全、可靠的密钥管理。对有安全性要求的卫星网络而言，使用组密钥对通信进行加密是一个能够保证多个节点之间安全通信的有效方法。……