智星动网·安全引航卫星安全研究报告

关于绿盟科技 绿盟科技集团股份有限公司（以下简称绿盟科技），成立于 2000年 4 月，总部位于北京。公司于 2014 年 1 月 29 日在深圳证券交易所创业板上市，证券代码：300369。绿盟科技在国内设有 50 余个分支机构，为政府、金融、运营商、能源、交通、科教文卫等行业用户与各类型企业用户，提供全线网络安全产品、全方位安全解决方案和体系化安全运营服务。公司在美国硅谷、日本东京、英国伦敦、新加坡及巴西圣保罗设立海外子公司和办事处，深入开展全球业务，打造全球网络安全行业的中国品牌。 绿盟科技格物实验室专注于信息物理融合业务场景的安全研究。实验室以“格物致知”的问学态度，致力于以智能设备为中心的漏洞挖掘和安全分析，提供基于业务场景的安全解决方案。积极与各方共建万物互联的安全生态，为企业和社会的数字化转型安全护航。 版权声明 本文中出现的任何文字叙述、文档格式、插图、照片、方法、过程等内容，除另有特别注明，版权均属绿盟科技所有，受到有关产权及版权法保护。任何个人、机构未经绿盟科技的书面授权许可，不得以任何方式复制或引用本文的任何片断。 01 卫星通信崛起，发展与安全挑战并存7 02 卫星通信星地协同，共筑信息桥梁92.1卫星102.2地面站122.3卫星无线通信技术14 03 卫星产业蓬勃发展 , 法治建设任重道远 3.1在轨卫星统计分析 , 揭示空间科技发展状况与趋势183.2卫星产业链从制造到服务四大环节一览无余203.3全球卫星产业大放异彩 , 航天产业七成收入归其所有243.4构筑数字孪生太空安全之网，赋能千行百业263.5卫星互联网纳入新基建，需加强法治建设保障安全27 04 揭开卫星安全神秘面纱，走向易触可及的新时代294.1攻击事件时有发生 , 安全威胁不容忽视304.2研究动态揭示卫星网络威胁 , 为未来研究提供有力支持304.3卫星安全挑战赛，攻防对抗新领域35 CONTENTS 4.4卫星组件复杂多样，网络安全风险之源374.5攻击能力提升及低成本攻击手段崛起，攻击手段多样化434.6卫星安全面临从技术漏洞到人为攻击的全方位挑战464.7构筑防护堡垒，守护卫星安全关键之举48 05 迈向未来，通信技术将引领未来发展之蓝图 5.1高频段和大容量通信515.2激光通信技术515.3新型编码和调制技术的研究515.4大规模卫星组网515.5构建太空网络安全防御体系51 致谢53 参考文献55 序 当前，太空互联网的快速发展带来了新的机遇和挑战。卫星通信在国家安全、商业运营、科学研究等多个领域发挥着关键作用，卫星网络安全威胁也逐渐成为制约前沿技术持续演进的不容忽视一环。随着卫星部署数量的爆炸式增长和终端设备的不断普及，网络安全威胁也日益复杂和严峻。卫星安全的竞争赛道也成为新时代大国博弈和突破经济增长瓶颈的重要角力点。新时代，必须高度重视卫星通信系统所面临的挑战，积极寻求解决方案，确保卫星通信的可靠性和安全性。 绿盟科技格物实验室的卫星安全研究报告的推出无疑为我们提供了一次深入洞察卫星通信领域网络安全挑战和发展趋势的绝佳视角。格物实验室一贯致力于在信息安全和网络空间安全领域开展前沿技术的研究和探索。近年来，实验室在卫星通信安全领域通过对卫星通信系统和网络安全威胁的深入研究，积累了丰富的经验和独到的见解。本次报告的发布，是对其在太空互联网安全领域持续研究的总结，也为我们更好地理解和应对卫星通信安全威胁挑战提供了有益的参考。 在当今千行百业如火如荼地开展数字化转型的时代，卫星通信作为重要的全球通信方式，正在迅猛发展并逐步成为通信领域的关键前沿技术，以卫星通信为数字化通信载体和基础设施的通信技术变革，也正在深刻影响我国乃至整个世界的数字化演进态势和发展逻辑。 立足当下，展望未来，随着卫星通信技术的不断创新和升级，我们期待太空互联网安全能够取得新的突破。格物实验室的专业学科领域研究底蕴和技术实力将在这一进程中发挥重要作用。希望通过本报告能够使从业人员更好地了解卫星通信领域的安全挑战，为业界提供有益的启示，并促进更多聚焦太空互联网安全专业学科领域的科学研究与生态建设。 卫星安全研究报告的持续进步，离不开格物实验室的多年躬耕与积淀，期待卫星安全研究报告在未来越办越好，为我国太空通信安全的发展贡献更多的智慧和力量。也在此祝愿绿盟公司格物实验室在卫星通信领域的研究成果取得更大的突破，为太空互联网的安全和可持续发展不断贡献力量。 ――翟立东中国科学院大学教授，天蛛计划召集人 �������� 5514����������������7560�����������������������5165� �� ������� ���631�������� ���������� � �����������������������������������6768������������590���������143��������59��������������������������������������������������������6894��������������91.19%���������������������������������������� �nion o� �onc�rn�� �ci�ntists �������� ���� �������������810 ���������������73%������������������������1450 ����������� ��������1133 ����������� �����158 ���������� �����70 ���������� ���������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������� ���� ������������ ��� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 4������������������������������������������������������������������������������������������� ⽡僤鸑⥌禹絡㸝Ⰼ梡朐⽡僤鸑⥌禹絡㸝Ⰼ梡朐 ������������ ������������ ����� � ��S������������������ ��S�T��������������������� � �������� �������������� ��������������� � T���� ��T�������������������������� ���������������� � ��������� ����������������������������������������������� � ������ ����������������������������������������������� ����� ����������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������ ������������� S������������������� ����������������������������������� ������������������������������������������������������ ��������� S����S������������������������������������ �������������� ������ ����������������������������S�TE���TE���S������ ��� ��S���������������S����������� M��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��S�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 㸝Ⰼ㪭胇ⴔ區 ⽡僤緸絞♶ず碫㘗涸余ⴁ罏 卫星通信崛起，发展与安全挑战并存 人造卫星（以下简称“卫星”），是指在地球空间轨道上运行的无人航天器。自1957年10月4日苏联成功发射世界上第一颗卫星后，美国、法国和日本也相继将自己的卫星送入太空。中国在1970年4月24日成功发射了属于自己的第一颗人造卫星“东方红一号”，使中国成为继苏美法日之后第五个用自制火箭发射国产卫星的国家，从此开启了一片属于自己的天空[1]。 在数字化时代，信息技术的迅速发展和互联网的广泛应用已经深刻改变了人们的日常生活和工作方式。但是，在许多地区尤其是偏远地区、海洋、航空等场景，传统的地面通信网络依然存在覆盖盲区和性能不足的问题。为了弥补这些不足，卫星通信应运而生，逐渐成为高速宽带接入、紧急通信、遥感监测等领域的重要通信方式。卫星通信在商业、科研等领域具有巨大的应用潜力，为了抢占卫星通信市场和维护国家利益，各国纷纷加大在卫星通信技术方面的研发和投入，推动着卫星通信的快速发展。 卫星通信正逐步成为一种重要的全球通信手段，但卫星网络安全问题却是发展过程中的一大隐忧，需要各方高度重视和积极应对。本报告将在卫星通信系统架构及卫星产业发展现状的基础上，深入分析卫星通信所面临的网络安全威胁，探讨可能的解决方案，希望能够为基于卫星的通信发展提供一些参考和启示。 卫星通信星地协同，共筑信息桥梁 卫星通信系统由卫星和地面站两部分组成，如图2.1的卫星通信结构图所示，可以直观的了解卫星通信系统各部分之间的关系。卫星空中部分由卫星平台和有效载荷组成，卫星平台主要负责卫星的基本功能，如动力、控制、遥测和数据处理等。而有效载荷则是卫星的核心部分，负责提供通信、导航、遥感等功能。地面站部分负责与卫星进行数据交换和控制指令的传输，并管理卫星网络和用户服务。地面站由信关站、用户站和网络运控系统组成，分别具有不同的职责和功能。下面将详细介绍卫星、地面站和它们的各个子系统及其功能。