低軌衛(wèi)星星座的加速部署，催生了“星地融合網(wǎng)絡(luò)”。但衛(wèi)星作為節(jié)點(diǎn)向全球開放接入，大幅增加了網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的難度。為了構(gòu)建適配衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的底層架構(gòu)，清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、盛邦安全等聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種內(nèi)生主動(dòng)的防御架構(gòu)，相關(guān)成果發(fā)表于《中國(guó)科學(xué)：信息科學(xué)》。

“衛(wèi)星在地球上空運(yùn)轉(zhuǎn)，訪問無法設(shè)限，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)依賴設(shè)立邊界進(jìn)行被動(dòng)防御的安全架構(gòu)不適用于星地融合網(wǎng)絡(luò)?！?月12日，論文第一作者、清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)空間研究院博士權(quán)小文告訴科技日?qǐng)?bào)記者，近年來發(fā)生的多起典型安全事件由對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的攻擊造成，如去年底發(fā)生的一次重大網(wǎng)絡(luò)攻擊導(dǎo)致歐洲航天局超過700G數(shù)據(jù)泄露。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已成為網(wǎng)絡(luò)空間攻防對(duì)抗的現(xiàn)場(chǎng)，沿用地面網(wǎng)絡(luò)的安全架構(gòu)是否能夠?yàn)樾l(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)提供防護(hù)？為驗(yàn)證這一問題，團(tuán)隊(duì)通過理論建模與對(duì)比分析，對(duì)VPN（搭建虛擬邏輯鏈路，采用隧道技術(shù)、加解密技術(shù)和身份認(rèn)證技術(shù)保障通信安全的一種技術(shù)）等技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有防御方案在星載資源受限、拓?fù)涓哳l重構(gòu)的場(chǎng)景下難以發(fā)揮作用。

“星座互聯(lián)網(wǎng)的安全問題不是單點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)的簡(jiǎn)單疊加，而是貫穿于星座測(cè)控、運(yùn)維管控、融合通信、網(wǎng)絡(luò)接入和全球合規(guī)等多個(gè)層面?！睓?quán)小文解釋，傳統(tǒng)衛(wèi)星通信模式下，數(shù)據(jù)沿預(yù)先規(guī)劃的星地鏈路傳輸至特定信關(guān)站（衛(wèi)星通信星地系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)），而在以星鏈為代表的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中，海量低軌衛(wèi)星變?yōu)榈脱舆t接入層。后者的高動(dòng)態(tài)拓?fù)洹⑷蚧\(yùn)營(yíng)等特性，使得端到端身份驗(yàn)證與數(shù)據(jù)完整性缺乏可證明性。

為了解決上述問題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了內(nèi)生主動(dòng)防御架構(gòu)（EADA）。該架構(gòu)基于下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6段路由技術(shù)（SRv6）進(jìn)行擴(kuò)展，將跨域身份憑證映射為網(wǎng)絡(luò)層的安全段標(biāo)識(shí)（S-SID），實(shí)現(xiàn)了密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的深度融合。在這一機(jī)制下，只有持有有效密碼憑證的流量才可構(gòu)建轉(zhuǎn)發(fā)路徑等安全能力，實(shí)現(xiàn)“無憑證，不路由”，對(duì)于未獲授權(quán)的實(shí)體，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓谶壿嬌喜豢蛇_(dá)。該架構(gòu)將抽象的安全策略轉(zhuǎn)化為物理網(wǎng)絡(luò)中強(qiáng)制執(zhí)行的數(shù)據(jù)隔離，將身份認(rèn)證、訪問控制與路由轉(zhuǎn)發(fā)等關(guān)鍵安全能力融入系統(tǒng)運(yùn)行的全周期中。由密碼學(xué)強(qiáng)制執(zhí)行的逐包級(jí)網(wǎng)絡(luò)層微隔離，顯著提升了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在共享物理網(wǎng)絡(luò)中的邏輯安全性。

權(quán)小文介紹，研究假定攻擊者具備全球信道控制能力和國(guó)家級(jí)對(duì)抗資源，能夠攻擊邊緣衛(wèi)星或信關(guān)站并發(fā)起橫向滲透，模擬典型低軌星座驗(yàn)證EADA能力。結(jié)果顯示，EADA在保障跨域邏輯隔離的同時(shí)，顯著降低了中間節(jié)點(diǎn)劫持與路徑篡改風(fēng)險(xiǎn)，在高并發(fā)場(chǎng)景下信令帶寬消耗低于0.02%，僅需占用星載2.77%的邏輯資源即可實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)高速處理。