高轨卫星通信星座PS-GERT效能评估模型

卫星通信星座的效能评估不仅可以表征星座的通信能力,还可为优化星座结构提供依据。在深入分析星座结构关系的基础上,剖析基于通信链路的高轨(geostationary earth orbit,GEO)卫星通信网络和联系统(plus system,PS),借助图示评审技术(graphical evaluation and review technique,GERT)提出基于特征函数与传递概率的等价传递函数算法。首先,在分析通信链路重要度内涵的基础上,得出通信链路效能及其重要度的算法公式,构建GEO卫星星座PS-GERT效能评估模型。然后,利用傅里叶逆变换推导星座效能的概率密度函数。最后,以某GEO卫星通信星座为例进行分析,验证了所构建模型的优越性,不仅能够全面客观地评估星座效能,同时也为星座结构的优化奠定了理论基础。

一类可逆矩阵在保密通信中的应用

循环矩阵根据矩阵的第一行元素生成,每一行元素都是对第一行元素进行移位得到,所以循环矩阵不仅可以实现硬件电路利用最大化,还能够节省存储空间,具有较高的运算效率。构造符合保密通信系统要求的可逆循环矩阵是一个值得研究的问题。文章纠正部分文献中对可逆矩阵在保密通信中的错误应用,给出正确的应用范例与标准。首先,通过对范德蒙行列式与循环矩阵之间的联系进行研究,获得构造可逆循环矩阵的一个充要条件;然后,根据G(2~8)域的运算特性,将实数域上构造可逆循环矩阵的充要条件推广至有限域上,并提出一种可逆循环矩阵的快速生成算法;最后,对分支数与扩散性进行深入研究,提出一种构造具有最优扩散性能循环矩阵的充分条件。

一类抗量子计算的公钥密码算法研究

密码技术是保障信息安全的核心技术,密码体制的安全依赖于密钥,管理密钥是一大难题。利用密钥协商技术能够实现密钥分配的任务,保障用户安全建立共享密钥。目前应用的密钥协商技术安全性设计大都建立在有限域下离散对数问题上,该问题在量子计算机上已经有成熟的攻击方法,在量子计算机成功研制之前需要探索能够抵抗量子攻击的密钥交换技术。经典公钥密码系统的弱点随着量子技术的快速发展表现越来越突出。文章分析了RSA算法的安全性设计,介绍了一种经典的量子算法对经典公钥密码算法的攻击方法及其工作原理,总结了成熟的量子计算攻击特性,指出了寻找抵抗量子攻击的必要性及能够抵抗量子攻击的公钥密码实现平台要求。文章提出了一种强化的随机函数构造方法,给出了一种辫群上改进的密钥交换协议算法,并从设计安全性与实现效率两个方面对改进后的算法进行了相对全面的分析。

基于韧性度的低轨卫星通信网络抗毁性度量及优化

低轨卫星通信网络的抗毁性是描述网络安全可靠的有效工具,在网络体系结构设计和路由策略等领域得到了广泛的应用。根据低轨卫星通信网络中卫星在轨道平面内移动,需要不断进行切换的特点,从建立抗毁性测度模型以及网络抗毁性优化两个角度来评估和提高网络抗毁性,提出一种基于韧性度的低轨卫星通信网络抗毁性度量方法。通过对移动模型以及切换模型的结构分析,对每种结构以一定概率出现的低轨卫星通信网络,应用韧性度函数,求得网络在某个时刻及某一段时间段内的抗毁性,并针对切换模型的不足之处进行优化,用赋权韧性度来体现优化的效果,得到了优化后的网络抗毁性。以铱星系统为应用实例进行仿真,结果表明:任意时刻网络的抗毁性跟拓扑结构的韧性度值有关,并且是一种线性关系,即随着韧性度的增加,其抗毁性也增加。通过对铱星通信系统切换模型的优化,网络的抗毁性与平均抗毁性都得到了提升,说明本文所构建模型的有效性和实用性。

基于fuzzing测试的网络协议安全评估方法研究

安全漏洞是网络和信息安全的核心问题。安全漏洞导致的信息泄露等问题越来越严重,如何发现漏洞、修复漏洞、加强防御等成为安全研究的热点话题。文章利用fuzzing测试技术对网络设备支持的协议进行漏洞扫描,然后对扫描到的异常case进行逆向分析从而发现漏洞,并针对漏洞扫描和逆向分析的结果提出一种安全评估机制,对网络协议进行安全性评估,最终得到协议安全性评分。通过文章的研究,可以将存在安全隐患的安全要素通过总安全系数体现出来,实现了对网络设备的真实安全性能的准确评估。使用者根据网络设备的总安全系数将设备安全分为高、中、低3个等级。通过设备安全性的等级将设备使用在不同的网络环境当中,从而在很大程度上降低了网络安全事件发生的概率,对保障网络安全具有重大的意义。