基于卫星智能网络在通信、遥感、导航等应用的安全需求，分别介绍在各自应用中的发展概况和潜在安全威胁与挑战。在构建低轨卫星物联网安全数据保护框架的过程中，不仅需要考虑卫星网络的复杂拓扑结构，还需要综合考虑基于在轨边缘计算模式的安全数据收集和处理。综上所述，本书旨在介绍和研究面向智能卫星网络的在轨安全数据处理机制，探索低轨卫星物联网数据处理架构中特有的安全威胁，并提出结合安全数据收集和安全边缘数据训练过程的保护框架。我们期望本书能为未来低轨卫星物联网的数据安全保护提供扎实的理论基础和实践依据。
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1.国家重点研发计划项目“智能卫星大脑的工作原理与应用研究”的课题的子课题负责人；
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 卫星通信技术发展现状 1
1.1.1 卫星通信技术 1
1.1.2 低轨巨型星座 4
1.2 卫星边缘计算发展现状 9
1.2.1 卫星边缘计算架构 9
1.2.2 在轨资源调度 15
1.3 卫星安全威胁 18
1.3.1 卫星网络的安全威胁 18
1.3.2 卫星边缘计算的安全威胁 27
参考文献 29
第2章 相关密码理论与安全技术 33
2.1 同态加密算法 33
2.1.1 SHE算法 34
2.1.2 SME算法 35
2.1.3 BFV方案 36
2.2 数据结构 39
2.2.1 布卢姆过滤器 39
2.2.2 布谷鸟过滤器 41
2.2.3 XOR过滤器 45
2.2.4 Merkle树 47
2.2.5 局部敏感哈希算法 49
2.3 常用安全技术 50
2.3.1 IPE技术 50
2.3.2 PSI协议 53
2.3.3 不经意随机访问机技术 55
2.3.4 基于身份的签名方案 57
参考文献 59
第3章 卫星边缘计算中的安全任务委托框架 64
3.1 相关工作 64
3.1.1 需求分析 65
3.1.2 卫星网络安全机制 66
3.1.3 其他相关研究 67
3.2 系统模型、安全需求和设计目标 68
3.2.1 系统模型 68
3.2.2 安全需求 70
3.2.3 设计目标 71
3.3 安全线路中断识别方案 72
3.3.1 双线性映射 72
3.3.2 SQuery方案 72
3.3.3 SSIPE方案 74
3.3.4 安全线路中断识别方案 74
3.3.5 DSQuery方案 80
3.4 安全性分析 81
3.4.1 任务委托阶段的安全性分析 81
3.4.2 线路中断识别过程的安全性分析 82
3.5 实验评估 83
3.5.1 实验设置 83
3.5.2 计算开销 84
3.5.3 通信开销 87
参考文献 89
第4章 远海风电场的安全在轨异常识别及查询 93
4.1 相关工作 93
4.1.1 研究动机 93
4.1.2 卫星网络安全技术 94
4.1.3 PSI协议 95
4.2 系统模型、安全需求和设计目标 95
4.2.1 系统模型 95
4.2.2 安全需求 97
4.2.3 设计目标 98
4.3 基于卫星边缘计算的安全在轨异常查询方案 98
4.3.1 系统初始化 98
4.3.2 安全异常集合求交 99
4.3.3 安全在轨异常查询 100
4.4 安全性分析 102
4.4.1 所提出的方案满足机密性 102
4.4.2 所提出的方案满足可验证性 102
4.5 实验评估 103
4.5.1 计算开销 103
4.5.2 通信开销 105
参考文献 107
第5章 星间安全在轨差异识别方案 109
5.1 相关工作 109
5.1.1 差异识别的研究动机 109
5.1.2 安全边缘计算 110
5.1.3 安全内积功能加密 111
5.2 系统模型、安全需求和设计目标 112
5.2.1 系统模型 112
5.2.2 安全需求 114
5.2.3 设计目标 114
5.3 基于卫星边缘计算的安全在轨差异识别方案 115
5.3.1 MSIP方案 115
5.3.2 DCTree结构 116
5.3.3 SODI方案 116
5.4 安全性分析 120
5.4.1 MSIP方案的安全性 121
5.4.2 SODI方案的安全性 123
5.5 实验评估 124
5.5.1 计算开销 124
5.5.2 通信开销 127
参考文献 129
第6章 安全在轨几何特征查询方案 132
6.1 系统模型、安全需求和设计目标 134
6.1.1 系统模型 134
6.1.2 安全需求 135
6.1.3 设计目标 136
6.2 基于卫星边缘计算的安全在轨查询方案 136
6.2.1 SCQuery方案 136
6.2.2 SCDist方案 138
6.2.3 SOQ方案 139
6.3 安全性分析 143
6.3.1 SOQ方案在S的安全性分析 143
6.3.2 SOQ方案在P的安全性分析 145
6.4 实验评估 145
6.4.1 实验设置 146
6.4.2 通信开销 147
6.4.3 计算开销 148
参考文献 150
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