CCSDS遥控数据认证性安全的应用研究与仿真

论文摘要

针对CCSDS体制中分包遥控（Telecommand）系统所面临的安全威胁,本课题结合认证算法效能的理论分析对CCSDS建议的遥控认证安全位置进行了分析和研究。论文首先对CCSDS遥控链路协议发展情况、当前状况及国内外广泛使用的认证算法安全状况做了深入研究,说明更换新安全认证算法的必要性。参考CCSDS建议的遥控数据链路层数据安全实现途径,对在遥控协议栈不同层次应用不同认证算法所对遥控上行链路的性能影响进行了深入的研究和分析。按照CCSDS遥控数据链路协议建议书,提出了基于OPNET的仿真框架,搭建了相应模型并进行了仿真实验。通过对SHA-256、SHA-384、SHA-512算法的性能分析、遥控链路吞吐量理论分析、空间数据系统星载硬件资源状况分析及仿真结果分析,提出在不同空间任务应用情况下,针对空间遥控数据的认证性安全解决方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 发展现状及趋势
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究发展现状
• 1.2.3 空间通信数据安全研究发展趋势
• 1.3 本文的主要工作及文章结构
• 第二章 CCSDS遥控协议及仿真工具
• 2.1 CCSDS空间协议简介
• 2.1.1 CCSDS空间通信链路协议概述
• 2.1.2 空间遥控（TC）数据链路协议
• 2.1.3 空间数据链路安全协议
• 2.2 OPNET仿真工具简介
• 2.2.1 网络仿真的发展概况
• 2.2.2 OPNET仿真平台介绍
• 2.2.3 OPNET建模工具介绍
• 第三章 空间遥控数据认证性安全建模仿真
• 3.1 CCSDS遥控数据认证性安全
• 3.1.1 CCSDS遥控数据认证性安全状况
• 3.1.2 认证算法分析
• 3.1.3 遥控数据认证性安全的实现选择
• 3.2 CCSDS遥控数据认证性安全建模仿真
• 3.2.1 仿真条件和参数
• 3.2.2 仿真项目的建立
• 3.2.3 CCSDS遥控数据协议无线建模
• 3.2.4 仿真节点模型
• 3.2.5 仿真进程模型的建立
• 第四章 仿真结果及分析
• 4.1 移动干扰节点干扰结果
• 4.2 无认证数据结构遥控链路仿真
• 4.3 对长度较短遥控命令的仿真及分析
• 4.3.1 B位置不同长度认证码对通信链路吞吐量性能的影响
• 4.3.2 A位置不同长度认证码对通信链路吞吐量性能的影响
• 4.3.3 仿真结论及分析
• 4.3 对长度较长遥控命令的仿真及分析
• 4.3.1 对无线链路性能影响的仿真
• 4.3.2 仿真结论
• 4.4 认证算法性能分析
• 4.4.1 认证系统
• 4.4.2 SHA-256、SHA-384、SHA-512性能分析
• 第五章 遥控认证链路性能分析及仿真
• 5.1 遥控链路吞吐量理论分析
• 5.1.1 A、B位置分别进行认证时的遥控段效率
• 5.1.2 B位置认证传送帧效率
• 5.1.3 A位置认证传送帧效率
• 5.1.4 遥控信道误比特率
• 5.1.5 遥控包有效吞吐量公式
• 5.1.6 遥控段、帧、认证码之间的关系
• 5.1.7 理论仿真分析
• 5.2 认证位置和认证算法选择及认证方案
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果