Способ и система для оптимизации аутентификации радионавигационных сигналов - заявка 2016143572 на патент на изобретение в РФ

1. Радионавигационная система (100, 400), содержащая несколько находящихся на борту спутника передатчиков (110, 114, 118, 122) и по меньшей мере один наземный приемник (104), причем приемник (104) выполнен для получения радионавигационных сигналов (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от каждого из нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122), причем каждый из передатчиков (110, 114, 118, 122) и приемник (104) выполнены для получения доступа к заранее заданной первой ключевой последовательности, и причем первая ключевая последовательность содержит первый ключ (K, Kj) шифрования и один или несколько других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования, причем система содержит:
- первую группу передатчиков из числа нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122), причем каждый передатчик в первой группе передатчиков выполнен с возможностью эксплуатации для передачи первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424), причем первые радионавигационные сигналы включают в себя, в данный момент или для данного подцикла (k, k+1), радионавигационные данные, код (MAC) (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4) аутентификации сообщений, и один из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4),
причем MAC (MAC1, MAC2, MAC3, MAC4) является уникальным для каждого передатчика (110, 114, 118, 122) и генерируется с помощью первого ключа (K, Kj) шифрования,
причем один из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) передается заданное время после передачи MAC, и
причем приемник (104) выполнен с возможностью эксплуатации, после полного или частичного получения первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от одного или нескольких из первой группы передатчиков (110, 114, 118, 122), для аутентификации первого радионавигационного сигнала, полученного от одного из первой группы передатчиков, на основании одного из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4), полученных от этого передатчика или от любого другого передатчика в первой группе передатчиков.
2. Радионавигационная система по п. 1, причем приемник (104) выполнен с возможностью эксплуатации для аутентификации первого радионавигационного сигнала с помощью полученного одного из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования или с помощью извлекаемого из них другого из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования.
3. Радионавигационная система по п. 1, причем приемник (104) выполнен с возможностью эксплуатации для аутентификации полученного первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) на основании полученного одного из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования после получения, по меньшей мере, радионавигационных данных и MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4) данного первого радионавигационного сигнала.
4. Радионавигационная система по п. 2, причем приемник (104) выполнен с возможностью эксплуатации для аутентификации полученного первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) на основании полученного одного из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования после получения, по меньшей мере, радионавигационных данных и MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4) данного первого радионавигационного сигнала.
5. Радионавигационная система по одному из предшествующих пунктов, причем переданный ключ шифрования (K) является одинаковым для всех передатчиков в пределах первой группы.
6. Радионавигационная система по одному из пп. 1-4, причем переданный ключ (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования для каждого передатчика первой группы содержит отличный ключ из первой ключевой последовательности.
7. Радионавигационная система по п. 6, причем для каждого подцикла (k, k+1) первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) каждый ключ шифрования первой ключевой последовательности содержит один из n ключей (Km…Km+40) шифрования, рекурсивно извлекаемых из односторонней функции.
8. Радионавигационная система по п. 7, причем n примерно равняется общему количеству находящихся на борту спутника передатчиков (110, 114, 118, 122) в данной радионавигационной системе (100, 400), и в любом случае, превышает его.
9. Радионавигационная система по одному из п.п. 1-4, причем для каждого передатчика (110, 114, 118, 122) первой группы соответствующий ключ из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) извлекается из корневого ключа (K0) первой ключевой последовательности.
10. Радионавигационная система по одному из пп. 1-4, причем приемник (104) выполнен для аутентификации полученного радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) путем генерации извлеченного кода MAC на основе полученных радионавигационных данных и полученного одного из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования, а также сравнения извлеченного MAC с полученным MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4).
11. Радионавигационная система по одному из пп. 1-4, причем первая группа передатчиков содержит все из числа нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122) в радионавигационной системе (100, 400).
12. Радионавигационная система по одному из пп. 1-4, причем первая группа передатчиков содержит строгое подмножество из числа нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122) в радионавигационной системе (100, 400).
13. Радионавигационная система по п. 12, причем остающиеся передатчики (110, 114, 118, 122) содержат вторую группу передатчиков, причем заранее заданная вторая ключевая последовательность является доступной для второй группы передатчиков и приемника, и причем вторая ключевая последовательность содержат первый ключ (K, Kj) шифрования и один или несколько других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования.
14. Радионавигационная система по п. 13, причем:
- каждый передатчик (110, 114, 118, 122) во второй группе выполнен с возможностью эксплуатации для передачи второго радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424), причем вторые радионавигационные сигналы включают в себя, в данный момент или для данного подцикла, радионавигационные данные, MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4), и один из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4),
причем MAC (MAC1, MAC2, MAC3, MAC4) является уникальным для каждого передатчика (110, 114, 118, 122) и генерируется с помощью первого ключа (K, Kj) шифрования,
причем один из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) передается заданное время после передачи MAC, и
причем приемник (104) выполнен с возможностью эксплуатации, после полного или частичного получения второго радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от одного или нескольких из второй группы передатчиков, для аутентификации второго радионавигационного сигнала, полученного от одного из второй группы передатчиков на основании одного из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования, полученных от этого передатчика или от любого другого передатчика во второй группе передатчиков.
15. Радионавигационная система по п. 14, причем приемник (104) выполнен с возможностью эксплуатации для аутентификации первого радионавигационного сигнала с помощью полученного одного из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования или с помощью извлекаемого из них другого из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования.
16. Радионавигационная система по п. 15, причем приемник выполнен с возможностью эксплуатации для аутентификации полученного второго радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) на основании полученного ключа (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования после получения, по меньшей мере, радионавигационных данных и MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4) данного второго радионавигационного сигнала.
17. Радионавигационная система по пп. 14, 15 или 16, причем переданный ключ (K) шифрования является тем же самым для всех передатчиков в пределах второй группы.
18. Радионавигационная система по пп. 14, 15 или 16, причем переданный ключ (Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования для каждого передатчика второй группы содержит отличный ключ из второй ключевой последовательности.
19. Радионавигационная система по одному из пп. 14-16, причем первые радионавигационные сигналы (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) и/или вторые радионавигационные сигналы передаются таким образом, что участки (68) сигнала, содержащие непредсказуемые биты, чередуются с участками, содержащими предсказуемые биты.
20. Передатчик для радионавигационной системы (100, 400), причем радионавигационная система (100, 400) содержит несколько находящихся на борту спутника передатчиков (110, 114, 118, 122) и по меньшей мере один наземный приемник (104), причем приемник (104) выполнен для получения радионавигационных сигналов (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от каждого из нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122), причем каждый из числа передатчиков (110, 114, 118, 122) и приемника (104) выполнен для получения доступа к заранее заданной первой ключевой последовательности, причем первая ключевая последовательность содержит первый ключ (K, Kj) шифрования и один или несколько других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования, причем приемник (104) выполнен с возможностью эксплуатации, после полного или частичного получения первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от одного или нескольких из первой группы передатчиков (110, 114, 118, 122), для аутентификации первого радионавигационного сигнала, полученного от одного из передатчиков, на основании одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4), полученных от того же передатчика или от любого другого из нескольких передатчиков, причем:
- передатчик выполнен с возможностью эксплуатации для передачи первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424), причем первые радионавигационные сигналы включают в себя, в данный момент или для данного подцикла (k, k+1), радионавигационные данные, MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4), и один из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4), причем MAC (MAC1, MAC2, MAC3, MAC4) является уникальным для каждого передатчика (110, 114, 118, 122) и генерируется с помощью первого ключа (K, Kj) шифрования, и
причем один из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) передается заранее заданное время после передачи MAC.
21. Приемник (104) для радионавигационной системы (100, 400), причем радионавигационная система (100, 400) содержит несколько находящихся на борту спутника передатчиков (110, 114, 118, 122) и по меньшей мере один приемник (104), причем каждый из передатчиков (110, 114, 118, 122) и приемник (104) выполнены для получения доступа к заранее заданной первой ключевой последовательности, и причем первая ключевая последовательность содержит первый ключ (K, Kj) шифрования и один или несколько других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования, и причем каждый передатчик (110, 114, 118, 122) выполнен с возможностью эксплуатации для передачи первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424), причем первые радионавигационные сигналы включают в себя, в данный момент или для данного подцикла (k, k+1), радионавигационные данные, MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4), и один из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4),
причем MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4) является уникальным для каждого передатчика (110, 114, 118, 122) и генерируется с помощью первого ключа (K, Kj) шифрования,
причем один из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) передается заранее заданное время после передачи MAC,
причем приемник (104) выполнен для получения радионавигационных сигналов (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от каждого из нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122), и
причем приемник (104) выполнен с возможностью эксплуатации, после полного или частичного получения первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от одного или нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122), для аутентификации первого радионавигационного сигнала, полученного от одного из передатчиков на основании одного из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования, полученных от того же передатчика или от любого другого передатчика из нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122).
22. Способ радионавигации для радионавигационной системы (100, 400), причем радионавигационная система (100, 400) содержит несколько находящихся на борту спутника передатчиков (110, 114, 118, 122) и по меньшей мере один наземный приемник (104), причем приемник (104) выполнен для получения радионавигационных сигналов (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от каждого из нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122), причем способ содержит:
- предоставление каждому из передатчиков (110, 114, 118, 122) и приемнику (104) доступа к заранее заданной первой ключевой последовательности, причем первая ключевая последовательность содержит первый ключ (K, Kj) шифрования и один или несколько других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4),
- передачу от каждого из нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122) первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424), причем первые радионавигационные сигналы включают в себя, в данный момент или для данного подцикла (k, k+1), радионавигационные данные, MAC (MAC1, МАС2, МАС3, МАС4), и один из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования, причем MAC (MAC1, MAC2, MAC3, MAC4) является уникальным для каждого передатчика (110, 114, 118, 122) и генерируется с помощью первого ключа (K, Kj) шифрования, и причем один из числа одного или нескольких других ключей (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4) шифрования передается заранее заданное время после передачи MAC,
- полное или частичное, получение в приемнике (104) первого радионавигационного сигнала (112, 116, 120, 124, 412, 416, 420, 424) от одного или нескольких из нескольких передатчиков (110, 114, 118, 122), и
- аутентификацию в приемнике (104) первого радионавигационного сигнала, полученного от одного из нескольких передатчиков на основании одного из числа одного или нескольких других ключей шифрования (K, Kj, 1, Kj, 2, Kj, 3, Kj, 4), полученных от этого передатчика или от любого другого передатчика из нескольких передатчиков.
23. Записываемый, перезаписываемый или сохраняемый носитель, имеющий записанные или сохраненные на нем данные, задающие или поддающиеся преобразованию в команды для выполнения посредством вычислительных схем, которые соответствуют этапам по п. 22.
24. Серверный компьютер, содержащий коммуникационное устройство и запоминающее устройство, и выполненный для передачи по требованию или иным образом данных, задающих или поддающихся преобразованию в команды для выполнения посредством вычислительных схем, которые соответствуют этапам по п. 22.
Наверх