非地面网络后量子密码
非地面网络（NTN）在卫星通信中扮演关键角色，其安全挑战独特，需要区别于传统地面网络的安全措施。NTN环境动态且资源受限，卫星和地面组件来自不同制造商，导致安全实践不统一和漏洞存在。缺乏在轨重编程技术的成熟度和有限的在轨处理能力，使NTN容易受到干扰、窃听和未经授权访问卫星控制系统等复杂攻击。NTN的广泛地理覆盖范围加剧了管理安全切换、动态拓扑中的路由和密钥分发等挑战。
3GPP架构描述了NTN的两种实现场景：透明有效载荷和再生有效载荷，每种场景根据卫星轨道有更多详细场景。透明有效载荷仅进行射频滤波、频率转换和放大，再生有效载荷则包括解调/解码、交换和/或路由以及编码/调制。
NTN应用场景包括卫星到地面和卫星到用户。卫星到地面场景包括将卫星作为传输网络连接运营商网络的不同部分，以及作为远程地区LTE回程的传输网络。卫星到用户场景包括直接到电话和卫星物联网连接。直接到电话场景采用多层安全架构，包括加密和完整性机制，以及地面段和数据中继基础设施的潜在漏洞。卫星物联网连接需要考虑资源受限环境，推荐使用混合加密解决方案和轻量级后量子密钥封装算法。
系统上下文包括空间段、地面段、用户段和电信网络。敏感数据发现和加密清单是关键步骤，需要识别和充分保护传输过程中的敏感数据，并识别和编目当前部署的加密、认证和完整性算法。
迁移策略分析评估从传统密码算法到后量子密码算法的过渡，包括评估当前系统、确定关键资产和识别技术、运营和监管依赖关系。建议采用分阶段过渡策略，从混合密钥交换和混合签名方案开始，最终过渡到纯后量子方案。
成功过渡到NTN系统中的后量子密码需要各利益相关者的积极参与，包括卫星网络运营商、移动网络运营商、设备制造商、监管机构、标准化组织、国家/地区航天机构、漫游合作伙伴/IPX提供商。PKI影响包括卫星到地面通信中证书分发和验证的挑战，需要采用混合证书解决方案和优化验证过程。
后量子密码的采用对遗留系统的影响重大，这些系统可能难以支持后量子算法的复杂性和更大的密钥大小。建议采用分阶段方法，从混合加密解决方案开始，并采用资源优化技术。潜在行动包括选择和实施后量子算法，并考虑性能影响，如计算复杂性、更大的密钥大小和潜在的延迟增加。
依赖关系包括标准、国家指南、供应商和第三方。标准在确保后量子密码在NTN系统中的成功采用中起着至关重要的作用，包括NIST PQC倡议、ETSI量子安全密码（QSC）组、CCSDS推荐标准和3GPP、IETF和ISO等标准化组织的合作。国家指南为NTN系统中后量子密码的采用和实施提供监管框架，包括美国国家标准与技术研究院（NIST）和欧盟网络安全局（ENISA）的指南。供应商提供实现后量子机制所需的硬件、软件和工具，其创新能力直接影响后量子集成的成功。第三方提供软件解决方案、安全评估和系统集成等补充服务。
后量子密码迁移的甘特图和迁移过程描述了分阶段和多利益相关者的方法，包括与关键标准机构（NIST、IETF、3GPP、ETSI等）的协调，以及国家监管机构、供应商和运营商的参与。与内部程序（如遗留密码管理、PKI运营和密钥生命周期管理）和外部程序（如供应商和卫星网络运营商的协调）的协同作用可以简化迁移、优化资源分配并增强整体系统安全性。
