水下声呐通信安全研究

吴 晖，翟月琛，张东钥

（中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，北京100083）

0 引言

21世纪以来，人类对海洋资源的开发利用以及海洋权益日益重视。海洋资源的勘探与开发、海洋环境监测、军事对抗等现代海洋高新科学技术已成为各海洋大国研究的重要领域[1-2]。任何海洋技术的应用都离不开对海洋数据的采集与传输，水声是海洋中无线信息传输的主要技术手段[3]。水声通信及网络可灵活地应用于不同的速率载荷、覆盖距离、水体深度、网络结构的情景，实现水下不同空间位置多个通信节点间的信息交互[4]。水声通信即水下声呐通信，由最初的水下声呐探测衍生，现为水下声呐通信探测一体化设备。现阶段，其通信种类向多方向发展，有水下组网、潜漂标探测、遥控遥测等[5]。

水下声呐通信具有传输速率低、误码率高、延迟高、信道窄等缺陷，特别容易遭受恶意攻击。因此，水下通信安全是一个不容忽视的重要问题，特别在军事应用方面，保证通信安全更是需要首先考虑的问题[6]。尽管目前针对水声通信安全问题的研究仍处于起步阶段，但越来越多的研究人员意识到安全问题的重要性，开展了相应的研究工作。文献[7]重点介绍了水下无线传感器网络的安全要求、威胁模型以及需要解决的安全问题；文献[8]重点研究了AES加密算法和轻量级遥控无人潜水器的软硬件设计，给出了水下环境数据采集及加密传输的测试结果；文献[9]提出了一种基于椭圆曲线的密钥管理方案和一种基于混沌理论的分组加密算法，并对算法的抵抗攻击能力和资源消耗情况进行了分析，验证了对水下通信网络的适用性；……