[发明专利]一种卫星测控链路通信秘钥在轨更新和管理的方法

说明书

本发明公开了一种卫星测控链路通信秘钥在轨更新和管理的方法，其特征在于：步骤1：地面站通过遥控链路发送测控链路中间密钥更新数据包；步骤2：测控通信机通过解析遥控链路数据，识别并解析地面站发送的中间密钥更新数据包；测控通信机正确解析出中间密钥更新数据包后，提取出中间密钥以及密钥编号；步骤3：星务计算机将测控应答机解析密钥更新数据包的结果通过下行遥测链路，反馈给地面站；步骤4：地面站根据反馈的遥测信息。该方法在保障卫星测控链路可靠性前提下，可以实现对卫星测控链路通信秘钥进行在轨更新和管理的方法来提高卫星测控链路的安全性。

技术领域

本发明涉及卫星测控技术，尤其涉及一种卫星测控链路通信秘钥在轨更新和管理的方法。

背景技术

卫星的测控链路分为上行遥控链路和下行遥测链路。上行遥控链路用于测控站对卫星进行控制管理，是卫星在轨运行时地面对卫星进行管控的唯一的通信链路，遥测链路将在轨飞行卫星的状态信息反馈给地面站，因此，测控链路是卫星非常重要的通信链路，在实际应用过程中必须确保该链路的可靠性和安全性。

但是在实际应用过程中，可靠性和安全性又存在一定的矛盾，过于复杂的安全机制容易导致可靠性降低。因此一般在测控链路中，更加强调可靠性，提供安全性一般采用如下两种方式：

第一、采用非相干扩频、加扰或者特殊的帧结构等机制的本身作用来为通信提供相对简单的安全保证，但是这些措施所能提供的安全保护非常有限，非常容易遭到破解；

第二、卫星在设计时直接在地面预置秘钥，卫星在轨运行时使用相同一直使用相同秘钥进行通信，该方法会随着时间的推移，通信安全性会快速下降。

由此可见，卫星对测控链路的可靠性和安全性都有较高的要求，但是在实际应用过程中，可靠性和安全性又存在一定的矛盾，过于复杂的安全机制容易导致链路的可靠性降低。因此一般在遥控链路中，更加强调可靠性，安全性一般采用非相干扩频、加扰或者特殊的帧结构等机制来为通信提供相对简单的安全保证，但是这些措施所能提供的安全保护非常有限，非常容易遭到破解；或者卫星在设计时在地面预置秘钥，卫星在轨运行时采用加密技术对通信链路进行加密时，但是秘钥不会在轨进行秘钥更新或者秘钥切换，该方法会随着时间的推移，通信安全性会快速下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种更新和管理方法，使得在保障卫星测控链路可靠性前提下，可以实现对卫星测控链路通信秘钥进行在轨更新和管理的方法来提高卫星测控链路的安全性。

本发明的技术方案是提供了一种卫星测控链路通信秘钥在轨更新和管理的方法，其特征在于：

步骤1：地面站通过遥控链路发送测控链路中间密钥更新数据包；在数据包中指定待NAND FLASH中待更新的中间密钥的编号以及中间密钥；

步骤2：测控通信机通过解析遥控链路数据，识别并解析地面站发送的中间密钥更新数据包；测控通信机正确解析出中间密钥更新数据包后，提取出中间密钥以及密钥编号；测控应答机将NAND FLASH中密钥编号对应的中间密钥替换为提取出的中间密钥；并将解析结果反馈至星务计算机；

步骤3：星务计算机将测控应答机解析密钥更新数据包的结果通过下行遥测链路，反馈给地面站；

步骤4：地面站根据反馈的遥测信息，如果测控应答机已成功接收并解析密钥更新数据包，则该密钥更新流程结束，否则地面站重新发送密钥更新数据包。

进一步地，步骤2中，秘钥存储通过以下方式实现：

卫星测控通信加解密的会话秘钥包括根密钥和中间秘钥，其中：

星上根密钥预存储于测控模块的ROM中，不可修改；

中间密钥存储于测控模块的ROM和NAND FLASH中，其中存储于ROM中的中间密钥不可修改，存储于NAND FLASH中的中间密钥可以修改；更新秘钥时，仅更新中间秘钥。