一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统和方法

本发明涉及了一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统和方法，属于网络安全。

背景技术：

1、目前，互联网卫星系统已被视为构建新型威慑能力的重要支撑，在全域战场感知、全域指挥控制、太空对抗博弈等方面形成非对称太空作战战略优势甚至压倒性态势。长久以来，缺少以互联网卫星系统为主要目标，在分析技术体制、信号格式和参数、网络架构、星座构型等基础上，开展综合对抗仿真系统技术研究，从空中节点、地面关口站及终端用户设备开展多维度、多视角全面的深入仿真分析，因此，研发面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统和方法，该系统针对卫星通信安全搭建靶场，能够针对不同卫星通信系统进行多种安全演练，验证目标通信系统的安全性，也能够通过安全对抗的形式培训卫星通信安全方面的专业技能。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种向卫星通信系统的安全仿真靶场系统，该系统包括多频段数据通信模块、中心处理模块、靶场安全模块和靶场评估模块。多频段数据通信模块用于模拟c、ku和ka等多种波段的卫星通信仿真系统。中心处理模块用于控制运行微型计算机系统、数据传输设备、靶场安全仿真设备，搭建卫星安全仿真环境并建立靶标。靶场安全模块用于卫星通信安全演练的卫星安全靶场系统。靶场评估模块用于靶场信息数据处理与分析，综合判定评估安全仿真效果。

3、进一步地，本发明多频段数据通信模块包括软件无线电设备、低噪声降频器、直流偏置器、无源混频器、接收天线，且低噪声降频器、无源混频器、接收天线能够工作在多种频段下，实现多频段卫星信号接收，无源混频器对软件无线电进行升频处理，能够实现多频段卫星信号发射。

4、进一步地，本发明中心处理模块，包括一个配置高性能gpu和数据硬盘的微型计算机，能够根据想定场景生成相应安全仿真环境。

5、进一步地，本发明靶场安全模块提供想定场景中所对应的安全仿真方式。

6、进一步地，本发明靶场评估模块能够可视化的评估安全仿真结果。

7、本发明还提供了一种面向卫星多频段通信系统的安全仿真靶场系统的实现方法，该方法包括以下步骤：

8、步骤1：基于星地通信模式与星间通信在地面段、空间段与用户段想定靶场安全仿真演练场景；

9、步骤2：中心处理模块基于想定场景配置安全靶场，生成相应安全仿真模型并将参数命令传递至多频段数据通信模块；

10、步骤3：靶场系统通过多频段数据通信模块根据参数命令生成相应通信系统，建立模拟卫星通信体系，建立靶场靶标；

11、步骤4：靶场安全模块基于不同维度、不同类型安全威胁或风险之间的关联和因果关系，采用多种技术栈，针对卫星网络中的不同系统或协议进行安全仿真，适应不同场景和目标的卫星网络对抗；

12、步骤5：对靶场卫星系统进行监测，能够准确识别安全仿真过程中的各类恶意行为和安全威胁或风险之间的映射关系，实现安全仿真的复盘分析，执行有效的防御措施；

13、步骤6：由靶场评估模块收集靶场通信系统在安全演练过程中的数据信息，可视化展示靶场安全仿真态势，综合判定评估安全仿真效果。

14、进一步地，本发明所述步骤2中对生成相应安全仿真模型并将参数命令传递至多频段数据通信模块方法为：包括以下步骤：

15、步骤2-1：根据想定场景基于多种卫星场景生成模拟卫星通信体系，建立消息队列，实现模型之间的消息传递和处理；

16、步骤2-2：自动生成通信网拓扑结构，通信单元能够根据通信内容生成相应信息反馈，将参数信息传递至数据通信模块部署相应结构；

17、本发明所述步骤3中模拟卫星通信体系，建立靶场靶标的方法包括：

18、步骤3-1：多频段信息传输模块基于中心处理模块的参数信息将软件无线电连接至相应波段的硬件信号接收设备，并对通信装置供电电压等参数进行设置；

19、步骤3-2：多频段信息传输模块配置无源混频器与软件无线电参数，基于多种信号调制方法实现多频段卫星信号发射。

20、本发明所述步骤6中靶场评估模块综合判定评估安全仿真效果的方法包括：

21、步骤6-1：由靶场评估模块收集处理卫星靶场安全仿真演练中各个部分所产生的数据，并对数据进行标注；

22、步骤6-2：将关键数据进行分类处理，实时对靶场安全仿真态势进行展示。

23、步骤6-3：对靶场数据处理计算并进行评估，生成此场景下安全仿真结果评判并且将结果进行可视化展示。

24、有益效果：

25、1、本发明采用虚实结合方式利用软件无线电设备完成数据传输与分析，从硬件方面提升系统的灵活性，通过软件定义的形式适配多种类型的卫星通信模式，提高卫星通信安全靶场的适用范围，能够通过安全对抗的形式培训卫星通信安全方面的专业技能。

26、2、本发明能够针对不同卫星通信系统进行多种安全演练，验证目标通信系统的安全性，并且能够通过安全对抗的形式培训卫星通信安全方面的专业技能。

技术特征：

1.一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统，其特征在于：所述系统包括多频段数据通信模块、中心处理模块、靶场安全模块和靶场评估模块；

2.根据权利要求1所述的一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统，其特征在于：所述多频段数据通信模块包括软件无线电设备、低噪声降频器、直流偏置器、无源混频器、接收天线，且低噪声降频器、无源混频器、接收天线能够工作在多种频段下，实现多频段卫星信号接收，无源混频器对软件无线电进行升频处理，能够实现多频段卫星信号发射。

3.根据权利要求1所述的一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统，其特征在于：所述中心处理模块包括一个配置高性能gpu和数据硬盘的微型计算机，能够根据想定场景生成相应安全仿真环境。

4.根据权利要求1所述的一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统，其特征在于：所述靶场安全模块提供想定场景中所对应的安全仿真方式。

5.根据权利要求1所述的一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统，其特征在于：所述靶场评估模块能够可视化的评估安全仿真结果。

6.一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统的实现方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统的实现方法，其特征在于：所述步骤2中对生成相应安全仿真模型并将参数命令传递至多频段数据通信模块：包括以下步骤：

8.根据权利要求6所述的一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统的实现方法，其特征在于：所述步骤3中建立模拟卫星通信体系，建立靶场靶标包括：

9.根据权利要求6所述的一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统的实现方法，其特征在于：所述步骤6中靶场评估模块综合判定评估安全仿真效果：

技术总结
本发明公开了一种面向卫星通信系统的安全仿真靶场系统和方法，该系统包括多频段数据通信模块、中心处理模块、靶场安全模块和靶场评估模块。所述多频段数据通信模块，用于模拟C、Ku和Ka等多种波段的卫星通信仿真系统。所述中心处理模块，用于控制运行微型计算机系统、数据传输设备、靶场安全设备，搭建卫星通信环境并建立靶标。所述靶场安全模块，用于卫星通信安全演练的卫星安全靶场系统。所述靶场评估模块，用于靶场信息数据处理与分析，综合判定评估靶场效果。本发明采用虚实结合方式利用软件无线电设备完成数据传输与分析，提高了卫星通信安全靶场的适用范围，能够通过安全对抗的形式培训卫星通信安全方面的专业技能。

技术研发人员：沙乐天,史俊翔
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15