6G推进组-6G天地一体化网络安全技术研究报告2024.docx

2024年11月

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?2024IMT-2030（6G）推进组版权所有

目录

第一章6G天地一体化网络概述 5

1.1天地一体化网络概述 5

1.2天地一体化网络系统安全概述 7

第二章6G天地一体化网络安全威胁 7

2.1无线通信安全威胁 7

2.1.1卫星终端接入安全威胁 7

2.1.2星间链路安全威胁 8

2.1.3馈电链路安全威胁 8

2.2认证安全威胁 9

2.3隐私安全威胁 10

2.4卫星安全威胁 10

2.5密钥管理安全威胁 10

2.6数据安全威胁 11

2.7移动性管理安全威胁 11

2.8运维安全威胁 12

第三章6G天地一体化网络安全需求 12

3.1无线通信安全需求 12

3.1.1卫星终端接入安全需求 12

3.1.2星间链路安全需求 12

3.1.3馈电链路安全需求 13

3.2认证安全需求 13

3.3隐私保护需求 13

3.4卫星安全需求 14

3.5密钥管理安全需求 14

3.6数据安全需求 15

3.7移动性管理安全需求 15

3.8运维安全需求 15

第四章6G天地一体化网络安全参考架构 16

第五章6G天地一体化网络安全关键技术 18

5.1通信安全技术 18

5.1.1设备接入安全 18

5.1.2星间链路安全 22

5.1.3馈电链路安全 23

5.2认证技术 24

5.2.1概述 24

5.2.2卫星终端标准认证技术 24

5.2.3基于聚合签名的批量认证 24

5.2.4轻量化认证机制 26

5.2.5假基站技术和防DoS技术 27

5.2.6基于区块链技术的星间/星地组网认证 28

5.3隐私保护 29

5.3.1概述 29

5.3.2UE身份信息保护 29

5.3.3UE位置信息保护 30

5.4密钥管理 30

5.4.1概述 30

5.4.2密钥管理安全 31

5.5移动性管理安全 31

5.6端到端数据安全 32

5.6.1概述 32

5.6.2天地一体化网络中数据流转安全保障技术 33

第六章总结 34

参考文献 36

贡献单位 37

图目录

图1天地一体化网络参考架构 6

图26G天地一体化网络安全参考架构 16

图3天地一体化网络UE安全上下文管理架构 19

图4加权分数阶傅里叶变换通信系统框图 21

图5基于聚合签名的批量认证机制 25

图6星地切换安全流程示意图（馈电链路不可用情形） 32

图7基于区块链的数据流转安全保障机制 33

第一章6G天地一体化网络概述

1.1天地一体化网络概述

卫星通信具有广覆盖、强灾害抵抗能力和不易受到地面环境影响的特性，可以为用户提供广覆盖无差别的通信服务。随着卫星通信技术的创新和发展，高通量卫星和低轨卫星不断兴起，天地一体化网络正积极布局发展。卫星通信不仅是地面网络的有效补充，而且还可以在地面网络不可通达的区域或者场景中发挥重要作用。

天地一体化网络以卫星和地面网络基础设施为基础，依靠星间链路组建全球覆盖连通的网络，实现接入网到核心网之间流量及业务的传输。相比于地面传统网络，天地一体化网络具有动态性、大时空尺度、资源受限等固有属性。

（1）动态性

传统地面移动通信网络主要以固定的网络基础设施为移动的用户提供服务，传统的地面宽带网络主要以固定的网络基础设施为固定位置的用户提供服务，而卫星网络由于卫星的绕地轨道运动，则是以移动的网络基础设施为具备移动性的用户提供多样的网络业务服务。卫星网络包含多条轨道上的多个卫星，这些卫星围绕地球不断运动，引起链路通断状态、长度、连接关系的不断变化，导致卫星网络的网络拓扑具有高度的动态性；同时，卫星是在预先设定的轨道上运动，其运动规律可预知，卫星网络的网络拓扑是可预测的。

卫星网络的动态性造成数据面的数据传输频繁切换、控制面控制实时性差、管理面资源逻辑抽象构建难的问题，需要设计满足数据传输高效性、控制精准性、管理高效