衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的安全威脅及其防范

陳曉天

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081）

0 引 言

在我國(guó)相關(guān)科技快速發(fā)展的背景下，衛(wèi)星技術(shù)開始在相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域展露頭角，國(guó)家對(duì)其重視程度不斷提高。相關(guān)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)主要用于通信系統(tǒng)，并且在我國(guó)信息傳輸方面已占據(jù)主導(dǎo)地位。在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)展的前提下，我國(guó)信息傳輸效率得到了有效提升。如果相關(guān)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了一些故障，那么將會(huì)大大影響我國(guó)信息傳輸，甚至?xí)?yán)重影響人們的日常生活?，F(xiàn)階段，在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)方面，我國(guó)還存在著較多的問(wèn)題，太空中的衛(wèi)星不可避免地會(huì)遭遇相關(guān)通信的攻擊，受到安全威脅以及常有的防護(hù)對(duì)抗也不可避免。因此，為了使衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)更好地發(fā)展，需要及時(shí)解決上述問(wèn)題，并做好防范。相關(guān)技能人員應(yīng)該提前制定好較為完善的防范措施，進(jìn)而使我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)在世界上占據(jù)一定的主導(dǎo)地位，以期更好地滿足未來(lái)發(fā)展需求[1-3]。

1 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

為了更好地解決我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)方面所存在的一些問(wèn)題，需要提前對(duì)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)清晰的認(rèn)知。大致來(lái)講，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)基本上是由通信衛(wèi)星和通信地球站群等組合而成。除此之外，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成較為復(fù)雜，包含跟蹤遙測(cè)、指令系統(tǒng)以及監(jiān)控管理系統(tǒng)等幾個(gè)部分。通常情況下，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，跟蹤遙測(cè)、指令系統(tǒng)以及監(jiān)控管理系統(tǒng)主要起到提高保障效果的作用，使其能夠達(dá)到我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的理想化標(biāo)準(zhǔn)要求，讓衛(wèi)星在太空中的通信能夠得到及時(shí)有效的維護(hù)。

我國(guó)借助科學(xué)機(jī)械工具對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行較為準(zhǔn)確的跟蹤測(cè)量，以便時(shí)刻了解衛(wèi)星在太空軌道上的基本情況，對(duì)衛(wèi)星在相應(yīng)軌道上的實(shí)際位置以及姿態(tài)有一個(gè)清晰的認(rèn)知和了解。監(jiān)控管理系統(tǒng)在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中的主要作用是對(duì)衛(wèi)星本身的性能及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、有效的監(jiān)督，以確保其可以安全、高效地運(yùn)行，同時(shí)還能夠讓衛(wèi)星相關(guān)技術(shù)人員及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行較為有效的判斷和提前的規(guī)劃，時(shí)刻了解衛(wèi)星的運(yùn)行現(xiàn)狀。

衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)不僅運(yùn)用于較高科技的信息傳輸，對(duì)于一些較為基本的實(shí)現(xiàn)過(guò)程也有相關(guān)應(yīng)用[4-6]。實(shí)際上，對(duì)于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)而言，可以將衛(wèi)星通信和中繼器相比較，它們的作用基本相同。在衛(wèi)星通信發(fā)揮自身作用時(shí)，能夠?qū)Φ厍虻臒o(wú)線電信號(hào)進(jìn)行有效傳播，以便提前做好衛(wèi)星通信所需做的準(zhǔn)備工作。為了保護(hù)我國(guó)的相關(guān)信息，一般會(huì)對(duì)傳播的信號(hào)進(jìn)行加密處理，避免其他國(guó)家盜竊我國(guó)的相關(guān)傳輸信號(hào)。而如果采用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，則不需要進(jìn)行此步驟。也就是說(shuō)，在采用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不需要對(duì)傳播的信號(hào)進(jìn)行加密處理，這就大大降低了相關(guān)技能人員的工作量，有效提高了工作效率。

2 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)作用

衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)有著較強(qiáng)的保密性，運(yùn)用時(shí)往往不需要加密信號(hào)，而且具有較高的傳輸效率，可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量信息進(jìn)行及時(shí)、有效的傳輸，且設(shè)備體積較小，不占用較多的空間。就目前衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)用的行業(yè)來(lái)看，其大致可以分為信號(hào)發(fā)射子系統(tǒng)、信號(hào)接收子系統(tǒng)、捕獲跟蹤子系統(tǒng)、二次電源子系統(tǒng)以及熱控子系統(tǒng)5個(gè)部分。熱控子系統(tǒng)就是相關(guān)技能人員可以根據(jù)季節(jié)的變化對(duì)衛(wèi)星的運(yùn)作做出一個(gè)及時(shí)的處理，在對(duì)衛(wèi)星運(yùn)作進(jìn)行處理時(shí)，主要表現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)軌道高度的調(diào)整，通過(guò)改變軌道高度保證衛(wèi)星的正常運(yùn)行[7,8]。

3 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的安全威脅

根據(jù)我國(guó)以往衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題展開仔細(xì)分析，并采取有效措施給予避免和解決。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)主要是應(yīng)用于信息傳輸，所以對(duì)整個(gè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的保密工作應(yīng)該給予高度重視[9]。在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過(guò)程中，需要準(zhǔn)確把握每一環(huán)節(jié)的進(jìn)程，使信息傳輸?shù)闹匾獌r(jià)值得以保留，不斷提高通信的安全性。根據(jù)以往衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中所存在的相關(guān)問(wèn)題，提出相應(yīng)的防范措施，這樣不僅可以避免各類問(wèn)題的出現(xiàn)，而且還可以提高衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平。

首先，我國(guó)目前衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)信息的轉(zhuǎn)發(fā)途徑主要是廣播，通過(guò)地面終端配備專業(yè)的信息接收器。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)通過(guò)此方法可以對(duì)較遠(yuǎn)地區(qū)的信息進(jìn)行及時(shí)、有效傳遞。較簡(jiǎn)單的理解方式便是我國(guó)衛(wèi)星天線遍布于各個(gè)區(qū)域，仿佛就像一個(gè)巨大的蜘蛛網(wǎng)覆蓋于整個(gè)中國(guó)，是一個(gè)較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)，那么不管是中國(guó)境內(nèi)還是境外，只要有非法人員接觸到我國(guó)衛(wèi)星天線，就有可能威脅到我國(guó)整個(gè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的安全，而且相關(guān)的不法分子往往會(huì)對(duì)我國(guó)衛(wèi)星天線開展一系列的違法行為，使得我國(guó)整個(gè)衛(wèi)星天線系統(tǒng)崩潰。正是因?yàn)橹袊?guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和阻止這種違法行為，因此對(duì)我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的安全應(yīng)用來(lái)說(shuō)是極其不利的。

其次，遍布于整個(gè)中國(guó)地域的衛(wèi)星天線總的來(lái)說(shuō)極其復(fù)雜，而我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)地球站的站點(diǎn)相對(duì)來(lái)說(shuō)又比較集中，較為集中的地球站點(diǎn)想要分布于地域特別廣闊的中國(guó)區(qū)域內(nèi)，這就對(duì)相關(guān)技能人員的密匙分配提出了較高的要求，需要采用科學(xué)的方法進(jìn)行合理分配。除此之外，面對(duì)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)所需要傳輸?shù)暮Ａ啃畔⒁约安煌脩舻母鞣N要求，使得我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的管理極其復(fù)雜，在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中工作的技能人員的任務(wù)量是巨大的，這樣就需要根據(jù)具體用戶的實(shí)際要求展開科學(xué)、合理的分析，準(zhǔn)確把握衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸要求，對(duì)整個(gè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸進(jìn)行一個(gè)較高等級(jí)的加密，使衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)能夠更好地為人們服務(wù)，進(jìn)而使信息傳輸?shù)耐ㄓ眯怨δ艿玫捷^為充分的發(fā)揮[10]。

最后，由于我國(guó)地域比較廣闊，因此對(duì)兩個(gè)地區(qū)間的信息傳輸來(lái)說(shuō)，信息傳輸路程極其遙遠(yuǎn)，可能會(huì)存在傳輸延時(shí)的情況。那么相關(guān)人員應(yīng)針對(duì)這一問(wèn)題提出合理的解決方案，加強(qiáng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理層面的相關(guān)工作，這樣不僅可以抑制服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間的改變，而且還可以使衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理密匙分配的更加合理，進(jìn)而確保衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)安全。

4 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)防范技術(shù)

4.1 加固星體

在我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中，由于各方面因素影響經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)安全威脅問(wèn)題，此時(shí)可以通過(guò)加固星體來(lái)進(jìn)行適當(dāng)防范。在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中，面對(duì)那些非常容易受到損害的機(jī)械零件，相關(guān)技能人員應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行及時(shí)、有效的加固和升級(jí)，避免因?yàn)樵摬糠至慵膿p壞而引起衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)各種安全問(wèn)題，以此來(lái)保證后期衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)工作的順利開展。

4.2 科學(xué)使用衛(wèi)星網(wǎng)技術(shù)

在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的過(guò)程中，相關(guān)技能人員可以通過(guò)科學(xué)使用衛(wèi)星網(wǎng)技術(shù)來(lái)保障衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的安全?？茖W(xué)、合理地使用衛(wèi)星網(wǎng)技術(shù)，以用戶實(shí)際需求為核心，通過(guò)發(fā)射多顆假衛(wèi)星達(dá)到保護(hù)真衛(wèi)星的目的。另外，我國(guó)相關(guān)技能人員為了保護(hù)真衛(wèi)星，還研發(fā)出一種微型衛(wèi)星組網(wǎng)，其需要相關(guān)技能人員設(shè)計(jì)出相應(yīng)對(duì)策，避免真衛(wèi)星受到相關(guān)不必要的攻擊，這樣不僅可以大大降低衛(wèi)星受到攻擊的概率，而且還可以使整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4.3 重視數(shù)字網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)

基于信息化時(shí)代背景下，在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中，要對(duì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)工作給予高度重視，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)信息的有效收集和處理，而且還可以提高數(shù)據(jù)更新效率，進(jìn)而在降低人力資源消耗的同時(shí)有效提高其經(jīng)濟(jì)效益。在我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中，關(guān)鍵工作在于寬帶業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)與融入，借助該平臺(tái)可以在電子信息工程和通信工程技術(shù)中更好地發(fā)揮視頻、語(yǔ)音、圖像以及數(shù)據(jù)等方面的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而確保衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。

5 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)部分可以采用的應(yīng)對(duì)方案

對(duì)于我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)而言，相關(guān)人員可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式來(lái)分析衛(wèi)星通信系統(tǒng)的安全威脅，主要分為3個(gè)層級(jí)，即物理設(shè)施層、業(yè)務(wù)傳輸層以及網(wǎng)絡(luò)管理層，并通過(guò)對(duì)這3個(gè)層級(jí)展開分析來(lái)制定相關(guān)的安全應(yīng)對(duì)方案。

5.1 物理設(shè)施層

物理設(shè)施層主要牽扯到的是物理傳輸媒體以及承載物理媒體的基礎(chǔ)設(shè)施。相關(guān)技能人員可以結(jié)合實(shí)際情況對(duì)衛(wèi)星終端進(jìn)行合法維護(hù)，并引入衛(wèi)星終端的身份認(rèn)證機(jī)制，通過(guò)一些標(biāo)志性的代碼來(lái)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行有效管理。具體操作流程就是在衛(wèi)星終端接入衛(wèi)星系統(tǒng)后，自動(dòng)檢測(cè)相應(yīng)代碼，驗(yàn)證通過(guò)則會(huì)同意，否則將被拒絕，并進(jìn)行上報(bào)，以便及時(shí)告知工作人員存在非法入侵，從而采取有效措施給予預(yù)防和解決。通過(guò)這樣的防護(hù)和保障措施不僅可以維護(hù)衛(wèi)星終端的安全性，而且還可以提高設(shè)備終端文件傳輸?shù)挠行耘c機(jī)密性。

5.2 業(yè)務(wù)傳輸層

業(yè)務(wù)傳輸層的安全問(wèn)題主要是鏈路層的干擾，相關(guān)技能人員為了解決這個(gè)問(wèn)題，在信道終端采取了較新型的抗干擾技術(shù)。除此之外，還可以進(jìn)行多種干擾技術(shù)的共同使用，使各干擾技術(shù)發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而使衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際干擾效果得到有效保障。在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，要明確各種抗干擾技術(shù)原理間具有的互通性和互補(bǔ)性，必要時(shí)也可以結(jié)合實(shí)際需求將多種抗干擾技術(shù)結(jié)合在一起，以期進(jìn)一步強(qiáng)化衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行階段，如果干擾模塊發(fā)現(xiàn)與之相匹配的干擾頻率，則可以及時(shí)切換信號(hào)傳輸通道，在有效銜接各輸出通道的同時(shí)及時(shí)阻斷干擾源，進(jìn)而確保衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠運(yùn)行。

5.3 網(wǎng)絡(luò)管理層

對(duì)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的安全性防護(hù)而言，如果網(wǎng)絡(luò)管理層無(wú)法擺正自己的位置和端正自身態(tài)度，不能結(jié)合實(shí)際情況選擇切實(shí)可行的管理方案和措施，則將會(huì)導(dǎo)致安全防護(hù)操作無(wú)法順利進(jìn)行，進(jìn)而誘發(fā)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理層癱瘓，危及整個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。在網(wǎng)絡(luò)管理層需要考慮的是損毀情況的發(fā)生，采用多種措施，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)管理層的抗摧毀能力，但是提高抗損毀效果的前提是能夠保障相關(guān)傳輸資源得到及時(shí)的傳輸，通?？梢圆捎眯l(wèi)星備份以及相關(guān)頻段備份手段給予加強(qiáng)。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)管理層還需要根據(jù)上述指導(dǎo)思想總結(jié)日常工作經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)頻段備份和衛(wèi)星備份等措施不斷提高與強(qiáng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的安全水平。

6 結(jié) 論

衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)是我國(guó)未來(lái)科技發(fā)展的一個(gè)重要方向，及時(shí)防范其中所存在的一些安全威脅問(wèn)題極其必要。應(yīng)不斷提高衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的可實(shí)用性，讓其能夠穩(wěn)定運(yùn)行，真正為國(guó)家通信行業(yè)做出重大貢獻(xiàn)，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)朝著更穩(wěn)定、更快速的方向發(fā)展。