39、可信卫星导航接收机中的信号认证技术

可信卫星导航接收机中的信号认证技术

在卫星导航系统中，信号认证对于确保系统的安全性和可靠性至关重要。一些应用采用累积方法进行信号认证，具有独特的安全优势，即检测到模拟信号时无需立即告知用户，这能避免攻击者获得有助于优化信号发生器的快速反馈。信号真实性评估可以默默记录，帮助受保护应用的操作者估计攻击的程度和性质，以便进行针对性的调查和采取对策。

信号认证技术

秘密扩频序列

GPS和规划中的全球导航卫星系统（GNSS）在广播信号中使用直接序列扩频调制。低比特率（<1 kbit/s）的数据信号与高比特率（>1 Mbit/s）的伪随机扩频序列进行异或运算，然后用结果调制载波正弦波的相位。

GPS同时广播民用（C/A）和军用（Y）信号，其功率谱密度远低于背景噪声水平。使用全向天线的接收机无法解码扩频序列的单个“码片”符号，只能检测与至少几百个码片的已知序列的互相关。此外，由于加密，非军事用户无法预测GPS Y信号，因此难以在模拟器中重现。伽利略系统预计将广播类似的弱宽带信号，并在其公共监管服务（PRS）中提供类似加密（因此对大多数用户来说不可预测）的信号。

• 条件接入

  • 原理 ：确保信号真实性的一种方法是保持扩频序列（测距码）的秘密性和非重复性。条件接入系统类似于直播卫星付费电视行业广泛采用的系统，需要将预测近期扩频序列所需的加密密钥分发给授权用户的防篡改模块。这些模块根据接收到的授权管理消息确定用户的服务级别，并从授权控制消息中提取访问这些服务所需的加密密钥。美国军方已经对加密的Y信号采用了一种条件