[发明专利]一种飞控机与机载应答机变字长通信的加密及解密方法

说明书

本发明涉及一种飞控机与机载应答机变字长通信的加密及解密方法，加密步骤：机载计算机发送给应答机的信息分为工作模式选择、SPI状态设置、A代码设置及高度等信息，通过报文类型将通讯数据进行分类，在数据传输时采用逐帧组包、逐帧传输的方式。设定数据发送标志位并将初值置为1，每发送一帧数据后发送标志位加1；解密时，在下一个帧尾0x7E收到之前存储所有接收到的数据；在存储的数据中查询字符0x7D，丢弃每一个查到的0x7D，同时将其后的一个字节异或0x20；计算原始报文的校验和。不正确的报文，则丢弃。本发明克服机载应答机与无人机之间数据安全存在易侵入的现象。本方法不仅能够有效减少数据的误码率，而且通过加密处理有效地确保了数据的安全性。

技术领域

本发明属于飞控机与机载应答机通信的加密及解密方法，涉及一种飞控机与机载应答机变字长通信的加密及解密方法。

背景技术

目前，民用航空领域使用的空中交通管制手段主要是二次雷达。作为二次雷达系统不可或缺的一部分，机载应答机在接收地面询问机或空中交通警戒防撞系统TCAS询问时，对询问消息解析处理后进行应答，通过询问应答的方式形成对空域的监视。机载应答机集收发功能于一体，它包含无线电发射机与接收机所需的各功能模块，同时具备发射机和接收机的作用，应答机工作原理见图1。机载应答机主要用于通航飞机及无人机平台，与机载计算机配合工作，可以响应地面空管二次雷达询问信号，与地面空管二次雷达配合工作，可覆盖半径350Km以内的空域。机载应答机可以及时、连续、准确地提供载机的代码、高度等信息，在空中交通管制系统中可对无人机状态实施监视、跟踪，从而保障飞机的飞行安全。

论文《机载应答机数据协议解析与实现》中根据机载应答机在通信中易受到各种干扰导致数据可能包含错误信息的问题，研究了相应的数据错误保护和校验算法，该设计的不足之处：只进行软件仿真未进行工程验证，且协议功能不够全面。目前国内厂商设计的机载应答机与飞控机之间的协议框架基本采用定长加累加和校验的方式确保数据通讯的正确性，这种协议设计使应答机与无人机之间的数据安全性存在易侵入的现象，若通讯数据被篡改则严重影响塔台对空域的监视及飞机的飞行安全。

数字加密技术主要是通过给数据发送方和接收方以一些特殊的信息用于加解密，这就是所谓的密钥，其密钥的值是从大量的随机数中选取的。数据加密确保了传递信息的机密性、完整性及交易的不可抵赖性。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种飞控机与机载应答机变字长通信的加密及解密方法，克服机载应答机与无人机之间数据安全存在易侵入的现象。本方法不仅能够有效减少数据的误码率，而且通过加密处理有效地确保了数据的安全性。

技术方案

一种飞控机与机载应答机变字长通信的加密及解密方法，其特征在于：机载应答机通过RS422总线接口与无人机机载计算机进行数据交互，接收来自机载计算机的信息，并向机载计算机发送应答机主机自检信息；加密及解密步骤如下：

加密步骤：机载计算机发送给应答机的信息分为工作模式选择、SPI状态设置、A代码设置及高度等信息，通过报文类型将通讯数据进行分类，在数据传输时采用逐帧组包、逐帧传输的方式。设定数据发送标志位并将初值置为1，每发送一帧数据后发送标志位加1；

步骤a1：按照报文类型+报文数据的通讯报文结构根据协议组装好报文，计算该报文的校验值，并附在其后，得到原始报文；

所述通讯报文结构为：