水声网络信息安全保密风险分析

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1、水声网络信息安全保密风险分析水下战场环境涉及多维的作战空间和复杂的电磁环境，研究水下无线通信X络的安全风险，是研究适用于海战场水下无线通信X络安全保密技术及体系的前提。本文根据水下通信X络的特点，分析了水下无线通信X络的安全保密需求，研究了水声X络信息安全保密设计考虑要素，并对认证与完整性问题进行了探讨，可为研究军用水声X络安全保密体系提供借鉴参考。现代战争需要及时获取尽可能全局的敌我信息和环境信息，准确识别目标，得出战场态势并进行信息共享，及时做出有利的战略决策或战术决策，以立于不败之地。而水下战场环境涉及多维的作战空间和

2、复杂的电磁环境，面临各种威胁和攻击，所以保证其通信X络的安全性和可靠性是首要问题。由于水下环境和水下通信X络的特殊性，现有传统无线通信X络的安全技术不能直接移植应用到水下。因此，研究水下无线通信X络的安全风险，研究适用于水下无线通信X络的安全技术，使水下无线通信X络能更好地、更安全地为构建一体化的水下信息预警探测X络、有效扩大信息优势、增加侦察和捕获目标的范围和效力提供重要支撑作用。2水下X络特点与隐患利用水下通信X络进行预警探测主要是建立反潜监视X络和海洋环境监视X络，包括水面舰艇、潜艇、水下UUV、浮标、海底声呐阵等。X

3、络传感器节点主要装备有各类综合声呐、侦察声呐，探测声呐、噪声测距声呐、磁感应量测等设备。对于这些节点，当采用被动探测方式时，在对目标稳定跟踪后可获得的目标信息主要是方位;采用侦察方式或用侦察节点则可获得目标方位、载频、脉冲宽度和重复周期等数据;通过噪声测距节点可获得目标距离和方位。出于安全、隐蔽的考虑，舰艇(特别是潜艇)装备的声呐设备通常采用被动方式工作，只能得到目标的方位信息。由于海水声传播特性极其复杂，水下无线通信X络通常包括大量在水下分布的、能源受限的、自配置和自感知的传感器节点，在诸多方面不同于传统X络系统。军用水下

4、无线通信X络具有如下重要特性：(1)各种移动模式：尽管一些传感器以超音速移动，其他的水下节点可能是固定的。(2)广泛的终端类型：范围广泛的设备，如传感器、单声道收音机和计算机，可能是军事水下通信X络的终端。(3)可变的通信距离：通信距离从几米到几千千米，无线电波在海水中选择性衰减严重，无法满足远距离传输的要求，因此，水下无线通信系统多采用声波作为传输载体，但水声通信技术存在着难以克服的传输速率低、高延时、功耗大等缺陷。(4)可变的通信介质特征：各种媒介类型(如有线、光纤、空气和海水)可台会组合起来使用。(5)快速改变通信地点

5、：被广泛的水下通信X络覆盖的区域可能需要清空，同时在一次军事行动中，同样的X络在不同的地区内几天之内能够安装好。(6)敌对和嘈杂的环境：在水下战场，对方的通信设施是高优先级目标。此外上千的炸弹爆炸、车辆和故意干扰会产生噪声。(7)突发流量：通信流量常常是与时间和空间相关的。长时间的无线电静默可能在特定的地区突然被极其密集的报告和通信需求打破，然而其他的地区保于静默。(8)各种安全限制：非涉密数据与涉密数据在同一个通信信道里传输。3安全设计考虑在水下无线通信X络环境中，设计实现一个完善的无线X络系统时，首先要分析X络中存在的各

6、种安全威胁，针对这些威胁提炼必需的安全需求，从而设计相应的安全方案，需要考虑的因素包括以下几个方面。(1)无线传输信道。水下无线通信X络节点有严格的能量限制、低容量和微型传感器节点的小尺寸。在水下无线通信X络中，能量最小化假设具有重大意义，超过衰变、散射、阴影、反射、衍射、多径效应和衰落影响。总的来说，在距离d内传输信号需要的最小输出功率与dn成比例，其中2≤n4。因此，有着更多跳数和更短距离的路径比那些少跳数长距离的路径，能效更高。(2)X络体制。在水下无线通信X络中，一个中心点或一个关键节点的存在使得它们在敌对环境中更加

7、脆弱。通过分析流量可能发现一个收集节点，并且在这些关键节点中监视或阻止所有数据流量。在水下无线通信X络中，节点间相互依靠来传送一个包。这种多跳自组织特性也带来了额外的弱点，使它们易受攻击。当一个恶意节点使其他节点相信它是一个中继节点时，它可以接收它们的包，且不转发它们。(3)流量特性。在水下无线通信X络中，数据流量通常是与时间和空间相关的。X络节点覆盖范围通常是重叠的，因此当一个事件发生时，它在同一个区域触发多个传感器。时间和空间的相关性表明，对于某些区域和时间段来说过度使用，对另一些区域和时间段来说未充分利用。这给通信协议

8、和算法设计包括安全方案带来了额外的挑战。当数据流量是相关的，对付流量分析攻击变得更具有挑战性。(4)服务质量。在水下无线通信X络中，功率是首先要考虑的，当然这取决于应用。当X络用于军事实时应用方面时，延时也是一个重要的限制，通常和功率限制相冲突。对于这术的X络，带宽需求可能会高些。水下通信