短波通信網(wǎng)絡(luò)及加密技術(shù)探究

陳青

摘 要：短波通信網(wǎng)具有無(wú)中心自組織、無(wú)線傳輸帶寬有限、分布式控制等特征，同時(shí)節(jié)點(diǎn)本身具有局限性，體現(xiàn)在無(wú)線節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)、計(jì)算以及通信能力上。我們需要將短波通信的認(rèn)證、加密、密鑰管理以及訪問(wèn)控制等安全措施考慮在內(nèi)。 本論文在密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)上，針對(duì)短波通信的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用需求，對(duì)短波通信加密技術(shù)進(jìn)行了研究和實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：短波；加密；通信

1 短波通信的發(fā)展現(xiàn)狀

短波通信就是指不建立中繼站通過(guò)天波的電離層反射來(lái)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離通信，并且在一定的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的高頻通信。短波通信正是由于電離層的不可摧毀性才成為了軍事指揮的重要手段之一。由于短波通信在軍事通信上的不可替代性，從20世紀(jì)80年代初，短波通信進(jìn)入了復(fù)興和發(fā)展的新時(shí)期。隨著技術(shù)的進(jìn)步，許多的國(guó)家改進(jìn)設(shè)備，改進(jìn)系統(tǒng)來(lái)加速對(duì)短波的研究。對(duì)于短波通信的一些缺點(diǎn)，我們已經(jīng)找到了一些克服和改進(jìn)的辦法。穩(wěn)定性、可靠性、通信質(zhì)量和通信速率是短波通信的一些特性，在這些方面，世界各國(guó)都在積極研究發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的水平，需要其他領(lǐng)域進(jìn)一步的拓展。

2 短波通信的優(yōu)缺點(diǎn)

1.優(yōu)點(diǎn)：

①.一旦發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)或?yàn)?zāi)害，各種通信網(wǎng)絡(luò)都可能受到破壞，衛(wèi)星也可能受到攻擊.在各種通信方式中，短波所具有的優(yōu)勢(shì)就是不受網(wǎng)絡(luò)樞鈕和有源中繼體制的制約。

②.在超短波覆蓋不到的地方，比如山區(qū)、戈壁、海洋等地區(qū)，主要依靠短波實(shí)現(xiàn)通信；

③短波通信具有衛(wèi)星通信所不具備的有點(diǎn)，比如不用支付話費(fèi)，運(yùn)行成本低.

2.缺點(diǎn)：

①.可供使用的頻段窄，通信容量小

國(guó)際規(guī)定每個(gè)短波電臺(tái)占用3.7KHZ的頻段寬度，而整個(gè)波段的頻帶寬度才28.5MHZ，為了避免相互間的干擾，全球只有7700多個(gè)可用短波信道，每個(gè)信道3.7KHZ的現(xiàn)有帶寬大幅制約了提高信道容量和數(shù)據(jù)傳輸速率.

②.信道差

地波是短波傳播的基本途徑之一，短波的地波信號(hào)可以沿海面?zhèn)鞑?000公里左右，由于海水介質(zhì)的電導(dǎo)特性，海面介質(zhì)成為了船舶的最佳方式。然而陸地表面介質(zhì)電導(dǎo)特性差且對(duì)電波衰耗大，電波的衰耗程度對(duì)不同的陸地表面介質(zhì)而不同.

短波信號(hào)沿地面最多只能傳播幾十公里.與天波傳播不同，地波傳播不需要經(jīng)常的改變工作頻率，但要將障礙物的阻擋考慮在內(nèi)。電離層會(huì)產(chǎn)生變化，在高度和密度方面可能會(huì)受晝夜、季節(jié)、氣候等因素的影響，產(chǎn)生一些不良的后果，比如噪聲較大等。

短波的主要傳播途徑是天波。天波是不穩(wěn)定的傳播，其原理見(jiàn)到那來(lái)說(shuō)就是電離層和地面將信號(hào)來(lái)回反射的過(guò)程。這個(gè)短波信號(hào)通過(guò)天線發(fā)出的，并且不受地面障礙物阻擋，傳播距離也不受限制。但天波在傳播過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生一些影響通信效果的因素，后果就是造成信號(hào)的弱化和畸變等等。

③.大氣和工業(yè)無(wú)線電噪聲干擾嚴(yán)重

工業(yè)電磁輻射的無(wú)線電噪聲干擾在短波頻段的平均強(qiáng)度很高，此外，大氣無(wú)線電噪聲和無(wú)線電臺(tái)間的干擾，尤其是脈沖型突發(fā)噪聲，使短波通信的質(zhì)量深受影響，常會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤，影響通信質(zhì)量.

3 短波語(yǔ)音傳輸加密

在我國(guó)，短波語(yǔ)音通信的主要設(shè)備就是對(duì)講機(jī)。我們要實(shí)現(xiàn)加密技術(shù)的最終目的就是為了在語(yǔ)音信道中傳輸加密信號(hào)，這種信號(hào)不被第三方所知。即使采用同一技術(shù)的通信設(shè)備，也不會(huì)被通信設(shè)備的雙方在通信過(guò)程中容納以合法身份進(jìn)入。總的來(lái)說(shuō)，我們要實(shí)現(xiàn)的短波語(yǔ)音傳輸加密技術(shù)要以實(shí)用性、保密性、安全性、可靠性和先進(jìn)性作為其研究的主題。

我們所要實(shí)現(xiàn)的短波語(yǔ)音加密技術(shù)采用軟硬件并重的方式，在硬件上，采用我們自行研究開(kāi)發(fā)的保密電子線路。軟件上，采用自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的融入了加密算法和密鑰管理的計(jì)算機(jī)匯編程序，可以不定期的對(duì)軟硬件進(jìn)行更新?lián)Q代，這樣實(shí)現(xiàn)的目的有其十分明顯的優(yōu)點(diǎn)，即使有人從硬件上了解了加密的基本思路，但是軟件仍然有一層保障，因?yàn)閷?duì)硬件信號(hào)的加脫密控制都是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣就可以防止其接觸到具體的加密技術(shù)方案。

硬件加密線路主要采用DSP處理器芯片、加密算法芯片和語(yǔ)音加脫密芯片來(lái)實(shí)。在硬件上不僅要實(shí)現(xiàn)加脫密處理的功能，同時(shí)為了防止原有的語(yǔ)音信號(hào)失真，在整個(gè)加脫密線路中增添了許多濾波、整流、功率放大和噪聲干擾的功能模塊。

軟件實(shí)現(xiàn)主要從身份認(rèn)證、加密和脫密、密鑰管理等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中，在機(jī)密中，通信雙方身份互相確認(rèn)后，要傳送的一方把語(yǔ)音信號(hào)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后利用核心加密算法做加密處理。接收的一方把線路中傳輸?shù)钠胀ㄕZ(yǔ)音信號(hào)中的模/數(shù)轉(zhuǎn)化后做脫密處理，并且用于加密的密鑰和脫密的密鑰不能相通。

4 短波通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向第三代全自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展

在通信技術(shù)飛速發(fā)展的今天，短波通信必須與網(wǎng)絡(luò)互通，與系統(tǒng)兼容來(lái)實(shí)現(xiàn)其自身的發(fā)展。短波通信也要建立一個(gè)完善的系統(tǒng)，保證其高效、可靠并且抗干擾性強(qiáng)等。我們要改變傳統(tǒng)的短波通信方式帶來(lái)的缺點(diǎn)，它在如何實(shí)時(shí)選頻以及頻率復(fù)用等問(wèn)題還需要進(jìn)一步的探究。

軍事通信領(lǐng)域是國(guó)家的重點(diǎn)保護(hù)領(lǐng)域，世界發(fā)達(dá)國(guó)家沒(méi)有停止過(guò)對(duì)短波通信技術(shù)的研究。短波通信領(lǐng)域仍然不斷取得重大技術(shù)突破，推動(dòng)著短波通信技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)如今，我們進(jìn)入了信息時(shí)代，更要拓展短波通信領(lǐng)域來(lái)發(fā)展我國(guó)通信。

基于以上我們對(duì)短波通訊的闡述，更加確定了短波通訊在現(xiàn)代中的地位。我們所論及的信息安全技術(shù)，一直是世界各國(guó)政府高度重視其研究和應(yīng)用的高科技領(lǐng)域，隨著世界科技的蓬勃發(fā)展，不易破譯的信息安全技術(shù)正是社會(huì)的廣泛需求。

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