一种基于北斗第三代导航卫星电文认证的签名加密方法技术

本发明专利技术提出了一种基于北斗第三代导航电文认证的签名加密方法，属于导航信号处理技术领域。目前主流的抗欺骗攻击方案由于使用传统签名算法存在计算时间开销大的缺陷，并且抗欺骗方案仅靠签名认证或者MAC认证，不能应对多种欺骗攻击，存在安全性不足的难题。在签名算法计算时间开销方面，本发明专利技术基于SM2算法，采用w‑NAF标量乘法算法与素数表对其标量乘法运算进行优化，并且利用费马小定理和SM2素数域特性得到更快的模约减和逆元计算方法。为提高安全性，本发明专利技术采用签名，TESLA秘钥以及MAC三重认证方案，可以应对重放和生成式欺骗攻击，并且使用导航电文更新公钥，避免设备无法利用证书更新秘钥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于导航信号处理，主要涉及欺骗攻击下的导航电文加密设计和电文认证的协议流程设计。

技术介绍

1、导航技术应用在人类生活的方方面面，为全球导航卫星系统之一的北斗导航卫星系统(beidounavigation satellite system,bds)，是中国独立自主研发和建设的卫星导航系统，在我国不同行业和领域得到广泛的应用。然而，由于bds的民用导航信号具有开放性，其电文的编排方式以及调制方式是公开的，同时导航信号未经过任何加密手段，使得bds民用导航信号极易受到欺骗攻击。民用接收机由于使用未添加完整性保护措施的导航电文，极易受到不法分子的欺骗攻击。为了防止导航欺骗攻击，抗欺骗攻击成为导航安全的主要研究方向，其中以加密手段对导航电文进行加密和认证的技术成为研究的主流。但是，随着欺骗攻击方式的增加，当前的抗欺骗攻击方案由于加密算法和认证流程的单一，不能满足更高的安全需求。其中缺陷如下：

2、1、传统签名算法开销较大

3、目前主流的导航电文认证方案使用椭圆曲线加密算法(elliptic curvecryptography,ec本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于北斗第三代导航卫星电文认证的签名加密方法，其特征在于：首先使用基于SM2签名算法优化的Fast-SM2算法生成电文的签名以及公私秘钥信息，随后采用基于NMA和TESLA协议的三重认证流程，即按顺序进行对设备接收到的导航电文进行签名认证、TESLA秘钥认证以及MAC认证，最后采用卫星广播的方式将签名公钥发送给接收设备，进行无证书公钥更新。

2.根据权利要求1所述的基于北斗第三代导航卫星电文认证的签名加密方法，其特征在于：所述Fast-SM2算法包括：采用素数表的w-NAF算法进行标量运算，利用SM2椭圆曲线素数域的特性对大整数约减，并采用费马小定理的方式求解模逆元。...

【技术特征摘要】

1.一种基于北斗第三代导航卫星电文认证的签名加密方法，其特征在于：首先使用基于sm2签名算法优化的fast-sm2算法生成电文的签名以及公私秘钥信息，随后采用基于nma和tesla协议的三重认证流程，即按顺序进行对设备接收到的导航电文进行签名认证、tesla秘钥认证以及mac认证，最后采用卫星广播的方式将签名公钥发送给接收设备，进行无证书公钥更新。

2.根据权利要求1所述的基于北斗第三代导航卫星电文认证的签名加密方法，其特征在于：所述fast-sm2算法包括：采用素数表的w-naf算法进行标量运算，利用sm2椭圆曲线素数域的特性对大整数约减，并采用费马小定理的方式求解模逆元。

3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文豪，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：