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近日，中國電信安全公司在天地一體化網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的最新研究成果——《N3PA-STIN: A Novel Three-Party Authentication Protocol for Multi-User Access in Satellite-Terrestrial Integrated Networks》，成功被國際頂級學(xué)術(shù)期刊《IEEE Internet of Things Journal》（IOTJ，SCI一區(qū)，影響因子8.2）錄用。這標(biāo)志著中國電信安全在天地一體化網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，充分彰顯了公司在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)創(chuàng)新與科研實力方面的領(lǐng)先地位。

圖1 N3PA-STIN協(xié)議的研究成果發(fā)布

天地一體化網(wǎng)絡(luò)面臨的安全挑戰(zhàn)

圖2 天地一體化網(wǎng)絡(luò)中多用戶接入的系統(tǒng)模型

天地一體化網(wǎng)絡(luò)（STIN）融合衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于國際救援、災(zāi)害預(yù)警和通信等關(guān)鍵領(lǐng)域。然而，受節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性、開放性和衛(wèi)星資源有限等因素影響，該網(wǎng)絡(luò)面臨隱私泄露、信道竊聽、身份冒充等多重安全威脅。此外，在多用戶并發(fā)接入的場景下，現(xiàn)有認(rèn)證協(xié)議計算開銷大、安全性差、動態(tài)管理能力不足，難以滿足實際需求。

創(chuàng)新解決方案：N3PA-STIN協(xié)議

圖3 N3PA-STIN協(xié)議的工作流程

針對上述挑戰(zhàn)，中國電信安全天地一體網(wǎng)絡(luò)安全實驗室提出了N3PA-STIN協(xié)議，為多用戶接入提供了全面、高效的安全保障。N3PA-STIN通過以下技術(shù)設(shè)計解決了現(xiàn)有協(xié)議的不足：

· 高效三方互認(rèn)證與會話密鑰協(xié)商

N3PA-STIN協(xié)議實現(xiàn)了用戶、衛(wèi)星和地面站之間的高效三方互認(rèn)證，并通過共同協(xié)商機(jī)制生成具備前向和后向保密性的會話密鑰，即使在衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)不可信或受損的情況下，仍能確保通信的安全性。

· 低開銷的批量認(rèn)證機(jī)制

為應(yīng)對多用戶高并發(fā)接入場景，采用基于小指數(shù)測試機(jī)制的批量認(rèn)證技術(shù)，能夠高效聚合并驗證多個用戶的認(rèn)證請求，減少衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的計算和通信開銷，適應(yīng)STIN網(wǎng)絡(luò)的資源受限環(huán)境。

· 隱私保護(hù)與抗攻擊能力

N3PA-STIN協(xié)議提出基于一次性偽名和臨時身份的條件匿名動態(tài)身份管理機(jī)制，確保用戶身份匿名性、不可追蹤性以及可追責(zé)性。同時，該協(xié)議還能抵抗半誠實或受劫持衛(wèi)星實施的篡改、重放和中間人等攻擊。

· 動態(tài)節(jié)點(diǎn)管理與域密鑰更新

引入基于中國剩余定理（CRT）的域密鑰更新機(jī)制，能夠靈活支持節(jié)點(diǎn)的動態(tài)加入和撤銷，確保系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性和靈活性。

· 性能優(yōu)化與資源效率

安全性和性能分析表明，N3PA-STIN協(xié)議有效滿足三方互認(rèn)證、密鑰前后向保密性、條件匿名性、不可鏈接性等安全要求，并能夠抵御多種已知攻擊。與現(xiàn)有方案相比，協(xié)議在性能方面實現(xiàn)顯著優(yōu)化，計算開銷最多可降低95.09%，通信開銷最多可降低78.6%。通過在確保接入安全的同時優(yōu)化性能，N3PA-STIN協(xié)議成為面向大量用戶接入的理想選擇，為關(guān)鍵任務(wù)（如國際救援、應(yīng)急通信等）提供了可靠的技術(shù)支持。

中國電信安全公司作為中國電信集約開展網(wǎng)絡(luò)安全業(yè)務(wù)的科技型、平臺型專業(yè)公司，自成立以來，始終致力于推動網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用。天地一體安全實驗室作為公司在衛(wèi)星通信與網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的重要研發(fā)機(jī)構(gòu)，聚焦天地一體化網(wǎng)絡(luò)的安全挑戰(zhàn)，持續(xù)深耕衛(wèi)星-地面融合通信的安全技術(shù)研究。此次N3PA-STIN協(xié)議的創(chuàng)新突破，不僅為天地一體化網(wǎng)絡(luò)的多用戶接入安全提供了高效解決方案，也為國際救援、通信等關(guān)鍵場景提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。未來，中國電信安全將繼續(xù)秉承“傳承紅色基因，守護(hù)安全中國”的使命，持續(xù)探索天地一體化網(wǎng)絡(luò)的前沿安全技術(shù)，構(gòu)建更加安全、可靠的全球通信網(wǎng)絡(luò)，為數(shù)字時代的信息安全保駕護(hù)航。