14、区块链技术与加密货币在卫星网络认证协议中的应用

区块链技术与加密货币在卫星网络认证协议中的应用

1. 协议安全性分析

1.1 防假冒攻击

在认证过程的三个阶段，用户对卫星认证请求的首次响应需用其私钥加密。攻击者若想通过认证，必须知晓正确私钥的精确内容，但这几乎不可能。在快速访问认证或切换认证中，攻击者无法伪造授权用户的有效签名，也就无法构造认证请求。在卫星端，若攻击者试图假冒卫星，没有正确的卫星私钥，就无法伪造会话密钥的有效签名。即便重放之前的有效响应，由于时间戳检查和无法解密会话密钥，在认证的后续步骤中也会失败。因此，该协议能有效抵御假冒攻击。

1.2 防拒绝服务攻击

协议在认证时，先检查当前用户身份的有效性，再用与该身份相关的公钥加密响应。若发生拒绝服务攻击，由于攻击者没有对应的私钥，认证无法继续，卫星不会分配相关服务资源，攻击者与卫星之间的安全通道也无法建立。所以，该协议可抵御拒绝服务攻击。

1.3 其他安全特性

由于协议不使用验证表或智能卡，不存在利用被盗验证表或智能卡进行攻击的威胁。同时，区块链能确保数据的准确性、完整性、一致性和可追溯性，使认证更高效、安全。不过，基于身份的加密（IBE）要求完全信任密钥生成中心（KGC），这可能存在潜在安全问题。但考虑到用户需在 KGC 注册信息以获取服务，可合理假设 KGC 是可信的。

2. 分布式公钥基础设施（DPKI）

2.1 背景与问题

在现有协议中，尽管认证时 KGC 不参与，但它仍是密钥管理的中心，能计算所有用户的私钥。一旦 KGC 被黑客攻击，整个系统的安全将受到威胁。虽有部分解决方案，但缺乏全面有效的方法。