基于信息认证的北斗二代民用信号抗欺骗方法

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北斗二代民用卫星导航系统由于其导航电文中缺乏认证措施,使得该系统面临着严重的安全威胁,并容易遭受到欺骗攻击的影响。在欺骗攻击下,接收机的定位结果将被欺骗方操控。因此,对于采用卫星导航定位的轮船或飞行器而言,欺骗攻击将会引发极其恶劣的后果。本文在分析了欺骗攻击的基础上,提出了一种基于国产密码算法的抗欺骗方法。本文方法通过将所有的认证信息都插入到导航电文的保留位之中,在实现了信息认证功能的同时避免了对现有北斗二代卫星导航系统帧结构的调整;通过认证码信息验证卫星时间信息的真实性以及连续性,采用签名信息验证卫星位置信息与其他信息的完整性。为了避免接收机因公钥或者密钥错误而引发认证失败,设计了密钥提示信息与公钥提示信息来提醒接收机及时更新密钥或公钥。此外,本文方法设计了基于数字证书以及北斗短报文的公钥信息更新方式,保证了公钥信息在更新过程中的安全可靠。在设计的北斗二代抗欺骗攻击的仿真平台中,开展在高斯噪声环境下检测欺骗攻击的仿真实验。仿真结果表明本文方法可以检测欺骗攻击并且其认证延时低于传输延时的百分之一,说明本文方法满足北斗二代导航民用系统信息认证的需求,并增强了北斗二代民用信号抵抗欺骗攻击的能力。
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