[发明专利]航空地空数据链ACARS系统数据加密/解密技术的设计与实现

说明书

为了更好地查看和比较SM2和SM4对ACARS数据链的加解密效果，我们利用C#编程语言，以及C#的集成开发环境Visual Studio实现演示系统界面的设计，同时结合WPF桌面应用程序开发插件，编程实现实验操作界面中报文明文信息输入、弹窗提示相关功能。此页面简洁、直观，能很好地反应加解密成果，同时通过弹窗也能直观地了解到各个算法所用的时间，对比出SM2和SM4算法的差异性。

技术领域

此页面的搭建使用C#编程语言，利用C#的集成开发环境Visual Studio实现SM算法对ACARS报文的加解密功能，同时结合WPF桌面应用程序开发插件，实现页面中的各项相关功能。

背景技术

ACARS系统作为航空器和地面之间的数字数据系统，给航空业带来了极大的便利，并使飞行过程安全性增大，且是相对于基于语音的系统有较好的安全性，但ACARS系统仍存在一些安全隐患，本项目即是利用国密算法对ACARS数据链进行加密，实现保护效果。

发明内容

本系统操作页面发明实现了以下功能：

(1)ACARS报文相关信息的输入功能。

ACARS报文组成结构中部分信息可为固定格式，另一部分信息需要根据航班的变化而实时进行更改，其中包括Address(航班注册号)、TAK(技术确认)、Mode(传输模式)、Label(报文标签)、DBI/UBI(链路标识位)、MSN(信息序列号)、Flight ID(航班号)和Freetext(自由文本)等字段信息。已知上行和下行的报文所包含的信息是有所不同的，因此据此平台将上行和下行的报文分开进行输入，用户可以根据自身需求进行选择。只有在操作界面中加入可变信息的输入框才能完成实时报文的生成。

(2)加密方式选择功能。

因为SM2和SM4均能够对ACARS的报文信息进行加密，为比较2种算法的性能，平台设计了SM2和SM4的2种加密方式的选择，便于我们在同一报文信息的基础上比较2种加密算法的优缺点，操作方便；

(3)加密解密报文的生成和显示功能。

当按下灰色方框按钮“生成加密解密报文V.V”后，则会在加密报文和解密报文后对应的空白处显示相应的报文内容，此区域用户只能查看不可更改，同时在生成加密和解密报文的过程中会出现弹窗显示加密和解密2个过程分别所耗费的时间，易于比较2种算法的性能；

(4)所有内容清除功能。

当按下灰色方框按钮“清除T.T”后，之前在演示平台界面上所输入的报文信息内容和显示的加解密报文会被一键清除，便于用户能够后一步对新的报文内容输入并进行加解密的操作；

(5)信息填写提示弹窗。

由于ACARS报文有其规定的格式，所以为完成对指定内容进行加解密，避免时间和资源的浪费，系统会在填写的内容不规范或缺失等情况下自动弹出提示窗口，且弹窗根据缺少部分的不同提示用户不同关键词用户可根据以上平台划分部分的介绍，结合自身需求，在弹窗提示的帮助下完成SM算法的加解密操作。

本项目中生成的操作界面具备有信息输入、多种加密方式的实现、校验码及最终发送报文的生成与显示、信息补充弹窗提示及信息清空等功能。用ACARS真实报文进行加密验证测试，并进行加密验证，实验证明加密数据具有一定的安全性，

附图说明：

图1：实验操作界面展示

图2：Mode信息填写不规范提示弹窗。此处只是范例，每处信息填写不规范都会有类似弹窗出现。

图3：SM2加解密操作界面。此处以下行为例，当输入符合规范信息并选择SM2加密方式，点击“生成加解密报文V.V”后，会生成如图所示密文，并在弹窗里显示运行时间。