面向软件定义卫星网络的协同接入认证机制

作     者：宋晨 王利明 徐震 李宏佳 SONG Chen;WANG Liming;XU Zhen;LI Hongjia

作者机构：中国科学院信息工程研究所第五研究室北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049 

基　　金：中科院重点部署项目(No.ZDRW-KT-2016-02)课题“天基信息安全共享与服务机制研究” 国家重点研发计划项目(No.2017YFB1010004)的资助 

出 版 物：《信息安全学报》 (Journal of Cyber Security)

年 卷 期：2023年第8卷第2期

页      码：111-126页

摘      要：接入认证是保障卫星网络安全的重要基础技术之一,一直为传统卫星网络安全领域的研究热点,但在新兴的软件定义卫星网络中的相关研究尚处于“襁褓”阶段。本文面向软件定义卫星网络提出了一种协同接入认证机制,其目标为:将安全技术和软件定义技术有机融合,在保证基本安全接入认证功能基础上,抵御卫星网络接入认证拒绝服攻击,规避由于切换认证中断导致的服务访问质量问题。协同接入认证机制设计中的主要贡献主要包括:协同接入认证模型和空间拓扑动态变化高容忍的接入认证协议两部分。其中,为了抵御接入认证拒绝服务攻击,协同接入认证模型设计为以地面合法端用户设备身份作为序参量,协同软件定义卫星网络管理面、控制面与转发面,仅上报注册的合法端用户设备的接入认证请求,减少接入认证暴露的攻击面;为了提升服务访问的连续性,空间拓扑动态变化高容忍的接入认证协议则基于椭圆曲线无证书算法,通过主动更新预接入和接入认证阶段的控制面转发控制参数,使合法端用户设备的服务访问对切换无感知,降低重认证次数。通过安全性分析,本文证明了所提出的接入认证机制不仅能够满足安全性需求,并且与典型认证方法相比,在抵御接入认证抗拒绝服务攻击和保障访问连续性等方面具有优势;进一步,通过数值仿真,验证了所提接入认证机制不仅可有效降低重认证次数,并且可达到毫秒级的认证算法计算效率。

主 题 词：软件定义卫星网络 接入认证 椭圆曲线 无证书 

学科分类：080904[080904] 0810[工学-土木类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080402[080402] 0804[工学-材料学] 081001[081001] 

核心收录：

D　O　I：10.19363/J.cnki.cn10-1380/tn.2023.03.09

馆 藏 号：203121163...