基于5G技术的卫星空天地一体化网络安全研究
文◆广州广哈通信股份有限公司邱涛张聚明杨光 现 全 方 位、 多 层 次 的 综 合 监 测网络。该体系包括卫星监测、无人机监测和地面监测 3 个主要部分。卫星监测主要利用高轨和中低轨卫星进行大范围、全天候的环境和网络安全监测。空基监测通过无人机和其他临空设备，提供灵活、高精度的实时监测，特别适用于灾害现场、交通枢纽等重点区域的监控。地面监测则由宏蜂窝、微蜂窝和皮蜂窝基站组成的地面网络来实现，采集和传输地面终端设备的数据，确保信息的快速汇集和处理。在数据处理方面，利用 5G 技术和大数据分析平台，快速处理和分析来自不同监测设备的大量数据，生成精准的监测报告和预警信息。 引言 针对形势复杂多变的网络安全环境开展系统性的保障工作，已成为目前网络管理严峻形势的迫切需要。同时，卫星网络的诊断、发现和预警网络安全事件很难通过单一数据源和传统空间数据类型实现，因此5G 技术的发展给卫星空天地一体化网络安全提供了新的思路。 1 卫星空天地一体化网络简介 卫星空天地一体化网络是指通过卫星、无人机、地面基站和终端设备的协调工作，实现广泛覆盖、无缝连接的网络体系[1]。该网络利用5G 技术的高速率、低延时和大连接优势，整合天地多种资源，提供高效稳定的数据传输服务。其应用涵盖广泛，从应急救援、远程监控到全球范围的应用，极大提升了信息传递的可靠性和实时性，为各类应用场景提供了坚实的技术支持。 2 空天地一体化监测体系 空天地一体化监测体系是通过集成天基、空基和地基监测手段，实 3 网络安全测绘方案 3.1 网络安全知识图谱构建技术 网 络 安 全 知 识 图 谱 构 建 技术是一种通过集成和关联多源信息，建立系统性、结构化网络安全知识体系的方法。天地一体化网络的网络安全知识图谱如图 1所 示， 该 图 谱 将 各 种 安 全 事 件分为 4 类，即回溯事件、脆弱事件、预警事件和活跃事件，每类事件又细分为子类，并通过实例 进行具体化。在知识图谱中，扫描事件和暴露事件通过关联节点进行连接，表示不同事件间的联系 和 影 响。 具 体 的 安 全 工 具 如Nmap 和 Zenmap，被用来进行事件的检测和分析，它们的功能性被映射到特定的安全事件中[2]。结合 5G 技术知识图谱将传统的静态安全信息转化为动态的、可操作的安全知识，通过对事件的分类和关系的构建，使网络安全管理人员能够快速识别潜在威胁并采取有效的防御措施。 3.2 无人机信息采集 数据迅速传输至地面站，实现高精度监测。 无 人 机 信 息 采 集 是 空 天 地一体化监测体系中的关键组成部分，无人机信息采集示意图如图2 所示。无人机群在空中网络中执行多种任务，包括实时监测、数据收集和传输。无人机通过在近空平台系统内飞行，能够灵活地应对不同的监测需求，并将采集到的数据迅速传输至地面站。不 同 层 次 的 网 络 架 构 如 GEO、MEO 和 LEO 卫星构成了空间网络，提供大范围的监测和覆盖。高空平台系统和无人机群则组成了近空网络，进行高精度的实时监测。地基系统则通过地面蜂窝网络完成数据的接收和处理[3]。通过 5G 技术，无人机群在近空平台系统中执行实时监测和数据采集任务。无人机利用 5G 的高速传输和低延时特性，将采集的 3.3 跨域攻击溯源安全 利用 5G 技术的高速率和低延时特性，该技术可以实时监测和分析来自不同领域的攻击行为。通过卫星、无人机和地面网络的协同工作，构建起一套全面的监测和溯源体系。卫星负责大范围的初步监测和数据采集，无人机在近空平台系统中提供高精度的实时监控，地面网络则通过 5G 技术实现快速的数据传输和处理。这一体系能够快速定位攻击源头，分析攻击路径，并追踪攻击者的活动轨迹。跨域攻击溯源安全能够有效应对复杂多变的网络攻击，提高空天地一体化网络的整体安全性，确保各类通信和数据传输的稳定与安全。 结语 空天地一体化网络安全体系通过融合天基、空基和地基资源，利用5G 技术构建了全面、实时、高效的监测和防护机制。通过卫星、高空平台系统和无人机群，实现了广覆盖、高精度的监测，确保在复杂环境和紧急情况下，快速采集和传输数据。网络安全知识图谱构建技术为系统提供了结构化、安全性的基础，提升了应对复杂安全事件的能力。无人机信息采集利用 5G 技术的高速传输和低延时特性，保证了数据的实时性和准确性。跨域攻击溯源安全通过协同监测和溯源分析，有效应对网络攻击，提升了网络的整体安全性。5G 技术为空天地一体化网络安全提供了坚实的技术支持。 引用 [1] 刘昊昱.卫星与5G融合的网络架构设计与优化[J].无线互联科技,2024,21(1):21-23.[2] 高菲.卫星天地一体化网络势如破竹—第十二届卫星学术年会在京召开[J].卫星应用,2016(3):84-85.[3] 王蛟,曲艳华.空天地一体化网络流量检测技术研究[J].中国信息化,2024(5):62-63.
