橢圓曲線加密算法對(duì)衛(wèi)星通信的應(yīng)用論文
摘要：基于信息化時(shí)代的大背景下，信息安全在眾多領(lǐng)域中顯得尤為重要，尤其在通信領(lǐng)域，特別是像衛(wèi)星通信這種安全系數(shù)較低并且運(yùn)行環(huán)境十分惡劣的通信類型，保障其在運(yùn)行過程中的安全成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的重要課題。因此，為徹底改變這一現(xiàn)狀，最有效的方式就是結(jié)合衛(wèi)星通信的特點(diǎn)，制定出一種安全高效的加密算法，經(jīng)過長期的探索終于橢圓曲線解密算法營運(yùn)而生。本文就是基于橢圓曲線加密算法在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用展開詳細(xì)的探究，以此分析分析出橢圓曲線解密算法在衛(wèi)星通訊領(lǐng)域的安全性能，以供現(xiàn)實(shí)參考借鑒。
關(guān)鍵詞：橢圓曲線加密算法；衛(wèi)星通信；安全高效
現(xiàn)代化信息系統(tǒng)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了信息技術(shù)的智能化運(yùn)行，傳統(tǒng)對(duì)信息的安全保護(hù)措施根本無法進(jìn)行抵御隱私文件被破壞帶來的威脅。因此，基于此種環(huán)境下，加密算法應(yīng)運(yùn)而生。隨著近些年，對(duì)加密算法技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段已經(jīng)在保護(hù)隱私文件領(lǐng)域取得一定的成效。但是由于信息系統(tǒng)具有超強(qiáng)的更新?lián)Q代功能以及多變的特點(diǎn)，加密技術(shù)在進(jìn)行隱私文件保護(hù)時(shí)還存在一定的弊端需要進(jìn)一步完善。本文將橢圓曲線應(yīng)用到信息安全系統(tǒng)中，針對(duì)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展實(shí)際對(duì)橢圓加密算法進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，進(jìn)一步的對(duì)系統(tǒng)的安全性能進(jìn)行評(píng)估與測(cè)試。
1、衛(wèi)星通信安全性能與橢圓曲線加密算法分析
1.1衛(wèi)星通信安全性能分析
衛(wèi)星通信與地面通信都是通信系統(tǒng)中較為重要的內(nèi)容，但衛(wèi)星通信與地面通信的區(qū)別在于衛(wèi)星通信的具有高度開放性，易受外界環(huán)境的影響，尤其是來自第三方的干擾信號(hào)，會(huì)入侵系統(tǒng)為系統(tǒng)帶來極大的破壞性[1]。衛(wèi)星通信與地面通信在某種程度上也具有共同點(diǎn)，二者在安全穩(wěn)定這一方面都具有五種特性。分別是可用性、完整性、保密性、訪問限制性以及不可詆毀性。我國當(dāng)前以及未來發(fā)展中，衛(wèi)星通信與地面通信，要想同時(shí)兼顧這五點(diǎn)，是十分困難的。主要是由于衛(wèi)星通信在我國長期發(fā)展過程中遺留下來的弊端導(dǎo)致。主要分為兩個(gè)方面內(nèi)容。第一點(diǎn)，眾所周知，衛(wèi)星的體積較大，能源開采條件有限，基于體積與能源方面的限制，導(dǎo)致其應(yīng)用在系統(tǒng)上的存儲(chǔ)與記憶能力有限，加之網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的頻繁更新?lián)Q代，安全環(huán)境備受考驗(yàn)，必須要進(jìn)行復(fù)雜的加密算法，才能在根本上保障衛(wèi)星通信的安全運(yùn)行。第二點(diǎn)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運(yùn)行依靠網(wǎng)絡(luò)高科技技術(shù)，在一定程度上加快了成本、能耗的使用，資源分配與利用存在明顯的不均。
1.2橢圓曲線加密算法分析
橢圓曲線加密算法的主要工作原理就是依靠橢圓曲線上離散對(duì)數(shù)的復(fù)雜性問題，制定出單位加密強(qiáng)度最高的體制，以此來改善衛(wèi)星通信存儲(chǔ)與記憶空間以及資源有限的情況[2]。
主要的公式圖如下：E：y2+a1xy+a3y=x3+a2x2+a4x+a6（1）上式也稱為Weierstrass方程式，其中a小于等于k，i的取值為1-6。此外，并不是所有的橢圓曲線都適合加密。一般情況下，橢圓曲線密碼主要將橢圓曲線定義為兩類，一種是在p為素?cái)?shù)的基礎(chǔ)下定義的橢圓曲線，其方程表達(dá)式圖為：E：y2=x3+ax+b（2）另一種為在F2的模定義下的橢圓曲線，其橢圓曲線又被成為非超異橢圓曲線，其方程表達(dá)式圖為：E：y2+xy=x3+ax2+b（3）
2、橢圓曲線加密算法在衛(wèi)星通信中的設(shè)計(jì)概述
2.1設(shè)計(jì)原理
通過上述的分析，可以大致得知，衛(wèi)星通信在獲取資源如此有限的條件之下，也能利用橢圓曲線加密算法制定單位內(nèi)最高安全性的體制。但美中不足的是在通信的過程中會(huì)存在大量的數(shù)據(jù)，比如語音數(shù)據(jù)、分組數(shù)據(jù)等。而以往的公鑰加密體制并不能完全適應(yīng)此種環(huán)境下的數(shù)據(jù)類型。
2.2設(shè)計(jì)流程
衛(wèi)星通信系統(tǒng)中存在大量的加密數(shù)據(jù)，而這些加密數(shù)據(jù)在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，往往對(duì)速度方面有一定的要求，但當(dāng)前由于大多數(shù)的操作都存在位移的情況，因而在安全性方面并沒有存在太大的問題，總體較為穩(wěn)定。但唯一不足的因素就是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部密鑰進(jìn)行保存。眾所周知，在衛(wèi)星通信開始運(yùn)行之前，加密對(duì)稱體制需要有密鑰的配合才能合理的進(jìn)行分配，并且不同的通信對(duì)象擁有不同的密鑰與之匹配。密鑰加密的過程其實(shí)就是對(duì)整數(shù)分散以及離散對(duì)數(shù)的解析過程，在算法上要運(yùn)用大量的冪模運(yùn)算。詳情見圖2.2-1根據(jù)以上描述，可以將具體的加密體制設(shè)計(jì)流程轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)的模式。由上圖可見，假設(shè)Alice為發(fā)送方，Bob為接收方，Alice將信息M采用f9的算法計(jì)算出結(jié)果H，再將自身所具備的密鑰PVA用ECC的算法將信息進(jìn)行優(yōu)化處理得到S，這樣以此類推，最后將密文E與數(shù)字信封DE發(fā)送給Bob。而從接受方的角度要想把信息發(fā)送給Alice發(fā)送方則用相反的模式往前推進(jìn)行。這樣一來，運(yùn)用此種模式可以使得信息在傳輸過程中，最大程度的進(jìn)行保密處理，保障信息的完整性，提升衛(wèi)星通信的安全系數(shù)。
3、結(jié)束語
綜上所述，我國的衛(wèi)星通信用途廣泛，不僅可以用在特殊場(chǎng)合，而且在我們的日常生活中也具有不可替代的地位。現(xiàn)階段我國的衛(wèi)星通信早已成為時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，因而對(duì)于衛(wèi)星通信的安全環(huán)境提出了更高的要求。橢圓曲線解密算法的營運(yùn)而生，不僅為我國通信領(lǐng)域構(gòu)建了一個(gè)相對(duì)安全高效的運(yùn)行環(huán)境。本文圍繞文章核心主旨進(jìn)行分析，望此次研究的內(nèi)容與結(jié)果能夠得到社會(huì)各界，特別是衛(wèi)星通信領(lǐng)域的高度重視，以此，為推動(dòng)我國通信領(lǐng)域的又好又快發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的動(dòng)力。
參考文獻(xiàn)
[1]黃榮梅.基于橢圓曲線加密算法的信息安全系統(tǒng)[J].內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，32，（02）：72-76.
[2]潘俊羽.橢圓曲線加密算法在混合密碼系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].信息通信，2016，（08）：27-28.
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