卫星通信网络安全标准化技术研究报告
引言
卫星通信网络作为国家网络基础设施的重要组成部分,其安全性、健壮性及可靠性要求高。与传统地面网络相比,卫星通信网络具有高动态、大延时、广分布、轨道规律性等特点,易受到攻击和干扰,如空间链路信息截获、信息伪造、干扰入侵等。此外,卫星通信网络将与移动网络、互联网等地面网络互联,存在跨域、多网融合、境外接入等安全风险和挑战。智能终端直连卫星的应用发展,进一步加大了卫星通信网络接入的攻击面及卫星通信基础设施面临的挑战及安全威胁。
国内外发展现状
国外卫星通信领域技术发展较为领先,波音、空客、亚马逊、谷歌、一网、SpaceX等企业纷纷投资卫星通信领域,提出了OneWeb、Starlink等卫星通信系统方案及建设。截至2025年10月,国外卫星发射和在轨数量已达到9922颗。国内卫星通信技术与应用不断发展,主要体现在单任务向高密度、多任务网络化发展;任务频度由偶发低密度向常态高密度发展;卫星通信承载能力从窄带向宽带、高速率、大连接、综合业务发展;卫星通信应用设备从传统固定、移动、车载、船载、手持等专用卫星通信设备,逐步向智能化、综合型的固定终端、移动终端卫星应用、多网互联互通方向发展。
安全风险与重大问题分析
卫星通信网络面临的安全风险主要包括:
- 受限于天地网络的大时空管域:包括物理攻击、链路、网络攻击,传输/控制层到应用层的各种攻击,跨境、跨域面临接入认证、授权服务、协议转换、传输安全、内外域隔离等风险及安全防护需求。
- 技术依赖性强,难以直接通过物理管理手段:航天器运行具有规律性、实体及空间信息传输易受到窃听、毁坏等攻击威胁。
- 太空环境资源有限,空间环境适应性:适应空间环境干扰(太阳辐照、单粒子翻转等)、满足不同轨道卫星在与地面或星间链路进行长距离传输时的空间信息传输的有效性、可靠性及安全性给安全带来了挑战。
- 卫星寿命长,面临不断增长的新的安全威胁:卫星通信系统及整体安全防护设计将与时俱进,在建设阶段能为抵御已知的各类威胁做好体系设计,在常管运行阶段,能随着攻击手段干扰威胁的不断发展,具备系统升级、局部重构、分系统冗余等软硬件重组重构能力,满足和应对不断发展中的网络空间攻击及威胁攻防能力提升和发展。
安全相关政策与标准分析
国内外均出台了相关政策法规和标准,以促进卫星通信网络安全发展。例如,我国将卫星互联网纳入新型基础设施建设范畴,并发布了《终端设备直连卫星服务管理规定》等政策文件。国际上,美国通过了《卫星网络安全法》,并成立了“太空系统关键基础设施工作组”。在标准方面,ISO、CCSDS、ITU、3GPP、NIST、ETSI等国际标准化组织均发布了相关标准,我国也开展了相关标准化工作。
卫星通信网络安全标准框架和需求分析
本报告提出了卫星通信网络安全标准体系框架,包括基础共性、安全协议、产品与应用、测试评估4个一级框架,并下设14个二级框架的内容建议。主要标准化需求包括:
- 顶层安全架构及保护要求的标准需求:提出卫星通信网络安全框架,包括网络安全架构组成、参考点、主要功能模块及安全能力、网络安全实施与评估过程。
- 网络与传输安全标准需求:构建多层次防护体系,提升信号在开放环境中的鲁棒性,实现超远距离,无连接、超长延时等深空场景下的安全可靠通信。
- 算法与加密协议安全标准指导性技术文件需求:适应不同轨道通信卫星延时、抖动等技术差异;不同卫星通信业务安全需求差异;以及抵抗新技术安全挑战。
- 对网络边缘节点与终端等设备安全防护标准化需求:有利于相关设备安全技术应用的规范化设计;有利于安全互联接口的标准化与互通性。
- 对网络安全防护效能评估的标准化需求:形成有效的闭环,满足用户及监管部门对卫星通信网络安全建设与实施工作的符合性的确认。
卫星通信网络安全标准化工作建议
建议从以下方面开展卫星通信网络安全标准化工作:
- 总体思路:深入落实国家网络安全、密码、数据安全、个人信息保护等相关法律法规和政策文件要求,建立健全卫星通信网络安全标准体系,加快弥补关键基础标准短板,强化重点急需标准供给。
- 标准体系设计:采用国际、国内标准常见的卫星通信系统结构描述习惯,对卫星通信网络安全的内容需涵盖星-间、星-地、地-星、地-星-地、地-星-星-地等通信互联方式下的数据与传输安全、地面网络互联安全、卫星用户应用安全等。
- 标准体系建议:按照基础共性、安全协议、产品与应用、测试评估4个一级框架,并下设14个二级框架的内容建议,具体包括术语定义、安全体系架构、总体安全要求、安全威胁与防护实施指南、算法和密钥安全指南、卫星通信链路安全协议、卫星通信IP网络安全防护技术规范、空间束协议、卫星接入设备网络安全技术规范、卫星通信网络与其他网络互联安全指南、卫星物联网应用安全指南、卫星通话与短消息应用安全指南、卫星通信网络安全检测与评估要求、卫星通信终端应用安全检测指南等。