一种卫星通信链路的加密技术实现研究

论文摘要

随着通信技术的发展,尤其是卫星通信技术的广泛应用,为他人在信道完全开放的卫星馈电链路(射频信号)段进行信息截获提供极大的方便,使通信双方的通信信息被侦收和窃听的可能性大为增加。本论文正是针对卫星通信系统存在上述信息泄漏的隐患,以链路加密技术实现为研究对象,在分析卫星通信链路存在的威胁基础上,根据密码学理论开展技术方案研究和实现。主要内容为:1、简要介绍卫星通信系统。包括对卫星通信系统的概况、卫星通信系统的组成、卫星通信系统的工作过程、卫星通信体制以及卫星星座等内容进行简要说明。2、论述通信加密技术和密码同步技术。首先介绍与本论文研究相关的密码学专业术语和密码体制(算法)、密码技术等基础理论知识,接着介绍了通信加密技术的分类、端端加密和链路加密的特点、以及卫星通信系统的通信链路加密技术选择,最后对密码同步技术的一些概念、密码同步方式、密码同步的工作顺序和密码同步性能等进行详细说明。3、叙述链路加密设备的技术方案研究和设计。首先针对卫星通信链路加密设备的需求进行总体框架等方案设计研究,紧接着对加密设备的各功能模块进行简要说明,最后根据各功能实现的需要选择接口芯片、CPU和FPGA/CPLD等器件型号,并对这些器件的功能性能和引脚分配等参数进行说明。4、详细说明链路加密设备的电路设计和调试、测试过程。首先对各电路功能模块设计说明、部分电路原理图设计说明和整机PCB板图设计介绍,接着对FPGA/CPLD设计、CPU软件功能流程设计等进行介绍,最后对链路加密设备的功能调试和功能性能测试说明。最后,对本论文进行工作总结,并提出技术展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外现状
• 1.3 研究目标
• 1.4 本论文主要完成的工作
• 第二章 卫星通信系统简介
• 2.1 引言
• 2.2 卫星通信系统的组成
• 2.3 卫星通信系统的工作过程
• 2.4 卫星通信体制
• 2.5 卫星星座
• 第三章 通信加密技术
• 3.1 引言
• 3.2 密码理论
• 3.2.1 术语
• 3.2.2 密码体制（算法）强度及密码学意义
• 3.2.3 对称密码技术
• 3.3 通信加密技术
• 3.3.1 端端加密
• 3.3.2 链路加密
• 3.3.3 卫星通信系统的加密技术选择
• 3.4 密码同步技术
• 3.4.1 密码同步方式
• 3.4.2 密码同步工作顺序
• 3.4.3 密码同步性能
• 第四章 技术方案研究和设计
• 4.1 密码功能的设置
• 4.2 技术方案设计
• 4.2.1 链路加密设备的技术指标
• 4.2.2 链路加密设备的总体方案
• 4.2.3 链路加密设备的功能组成框图
• 4.2.4 链路加密设备的密码同步技术
• 4.2.5 密钥分配和管理
• 4.3 链路加密设备所选用器件介绍
• 4.3.1 通信接口芯片
• 4.3.2 CPU芯片
• 4.3.3 FPGA/CPLD芯片
• 4.3.4 随机数电路
• 第五章 链路加密设备的电路设计和联调测试
• 5.1 链路加密设备的硬件电路设计
• 5.1.1 电路原理图和印制板设计
• 5.1.2 FPGA/CPLD设计
• 5.2 CPU软件设计
• 5.3 链路加密设备整机调试
• 5.3.1 电路板调试
• 5.3.2 整机联调
• 5.4 链路加密设备测试
• 5.4.1 操作测试
• 5.4.2 功能性能测试和部分技术指标验证
• 第六章 结论和展望
• 6.1 本论文研究总结
• 6.2 技术展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间取得的成果