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陸建華:衛星互聯網安全問題思考與實踐

2025年10月29日11:29
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10月18日,由中國互聯網絡信息中心聯合中國科學院計算機網絡信息中心、中國互聯網協會共同主辦的2025(第六屆)中國互聯網基礎資源大會在北京召開。清華大學教授、天基網絡與通信全國重點實驗室主任陸建華出席大會并作題為“衛星互聯網安全問題思考與實踐”的主旨演講。陸建華表示,當前衛星互聯網領域面臨外部壟斷、全球資源競爭困境等安全問題,需結合我國自身優勢,主動謀求發展范式與競爭策略轉變,統籌做好天地通信發展,避免盲目跟進,通過技術創新與機制完善實現破局,更好保障國家網絡主權安全。

(以下為演講內容,經整理發布)

一、衛星互聯網安全:愈發凸顯的新問題

新興應用場景亟需衛星互聯網。一方面,新能源、智能交通等新興行業具有無人化、智能化的發展特點,亟需解決安全保障、廣域覆蓋等方面的新問題,對于發展衛星互聯網提出了迫切需求。另一方面,隨著終端連接數量的劇增,低空、海洋等應用場景也已成為衛星互聯網發展的新增長點。在這些新興應用場景下,信息網絡正在從人與人連接向人機物融合發展,這種信息空間和物理空間相互作用、融合的趨勢對發展衛星互聯網提出了更高要求,其安全問題首當其沖。

二、上兵伐謀:博弈對抗策略探討

兵法云:不可勝在己,可勝在敵。回顧歷史,網絡信息技術的競爭博弈關鍵還是要做強自己。

上兵伐謀。走好競贏之路就要回歸本源,堅持從需求和頂層設計破局。從全球移動通信用戶與星鏈用戶數量及其增長趨勢中,可以清晰地找到我國的競贏之路:回歸天地一體整體視角,統籌發展衛星互聯網與地面通信。我國已成功實現從4G并跑到5G領跑,如何發展天地一體6G已成為當前重大的戰略命題。建議如下:

1.謀求新賽道,破解路徑依賴制約:沿襲規模換能力發展途徑,難以適應我國產業發展布局和全球戰略,在當前國際格局下跟隨式發展難以破局,需謀求戰略新賽道;

2.探索資源科學利用新途徑:頻軌資源匱乏、海外布站困難極大制約我國乃至大多數國家天地一體6G的發展,需探究新的資源維度及其組織利用方式;

3.尋找發展網絡根技術創新方式:6G背后是網絡,宜通過系統新視角找到潛在的突破方式。

三、攻關布局:技術挑戰與研究方向

衛星互聯網安全涉及底層網絡通信、互聯網協議以及應用服務等層面。其中,底層網絡通信作為信息基礎設施的底座,是安全的薄弱環節,也是網絡空間競爭博弈的高度敏感領域。安全布局宜高度重視底層機制與基礎通信,而不能僅僅從協議、服務層面研究網絡安全。針對衛星互聯網底層安全,物理層面要應對頻軌資源與基礎設施安全,信息層面要應對設備配置等基本信息安全,網絡層面要研究身份與接入等可信安全機制。

(一)挑戰一:頻軌資源與星座設施安全

美國星鏈通過大規模部署衛星星座搶占空間頻軌資源,頻軌資源競爭白熱化,中國被動追趕,傳統賽道發展受限。隨著在軌衛星與空間碎片的急劇增加,Kessler效應可能導致的連鎖碰撞使得衛星網絡運行安全風險不容忽視。頻軌資源的結構化利用與安全監管架構或成為重要的突圍手段與研究方向。

一是在系統層面,從先到先得的固定頻率分配方式演進到天地協同、異構系統共存,需研究資源動態共享新機制,包括資源粒度、劃分規則、干擾管控等系列問題。二是在方法層面,開拓頻軌資源結構化科學利用的新途徑,發揮我國地面移動通信技術積累優勢,探索天地一體6G發展的新賽道。三是在規則層面,構建新規則孕育新格局,謀劃天地一體6G網絡在系統架構、組網方式、服務機制等標準規范,以開放、多極、共贏的技術發展和資源利用機制,推動全球范圍內廣泛應用與合作發展。四是在監管層面,針對規模化星座監管,發展天基網絡化測控技術,克服地面測控的局限,實現全時全域高精度測控。

(二)挑戰二:空間開放環境打破傳統安全邊界

傳統圍繞物理邊界的補丁式安全增強方式已不適應開放復雜環境下的衛星網絡。衛星互聯網由單星透明轉發向開放、異構、動態互聯發展,宜研究開放條件下的信息安全傳遞與可信通信機制。首先,宜構建不依賴境外站的天基骨干安全網絡,實現可不落地的天基信息互聯;其次,要實現具有高度時空一致性的安全資源分配與網絡服務;進而,推動網絡體系從傳統互聯網“DNS等基礎信息服務集中受制、多跳無連接的網絡路由結構導致路徑可信性不足、端到端傳輸缺乏安全狀態控制”的模式,演進為“基礎信息服務權屬自主、網絡路由路徑可信、分層匯聚安全調度”的新型衛星互聯網架構,實現從邊界防御向體系內生安全的轉變。

(三)挑戰三:廣域動態下的用戶認證與接入

在天地一體網絡中,用戶和節點的高機動性、跨部門協作與智能體持續演變使得身份可信性問題突出,在身份層面需回答“是誰”。另一方面,空域、頻譜和網絡資源的靈活調度帶來動態授權與訪問控制挑戰,在權限層面需回答“能做什么”。此外,面對復雜任務鏈路和跨域操作,還需要在行為層面回答“正在做什么”,在通信與操作過程中持續驗證主體狀態與行為可信性。對此,應著重研發基于可信身份的零信任安全機制,形成認證→授權→監測閉環的安全信任鏈。以低空身份標識中Remote ID為例,基于軟硬件屬性要素(部件編號、核心芯片型號、軟件版本等)生成設備/用戶唯一可信身份的方法,實現身份的真實性與不可篡改性,進而構建廣域動態條件下統一、可信、安全的用戶認證與接入體系。

四、智慧天網:助力安全網絡發展

智慧天網正在構建空天網絡實驗平臺,探索高中低軌協同、天地一體6G新賽道等創新實踐。通過在軌網絡實驗設施支持天基網絡及不同行業應用信息系統技術研究與驗證示范,可針對天空地用戶需求進行信號、協議、服務等多層次的定制化編程,具備全球通聯與在軌處理能力。

(一)天地一體可信新型標識應用場景

天地一體可信新型標識可以保障海外重要數據資產安全,以此構建全球專用通信系統,在保障重要活動和應對斷網等極端風險等應用場景中,實現星上解析,同時兼容現有域名系統;通過在無網、弱網邊遠地區建設專網系統,構建新型標識空間,支撐發展未來域名空間。

(二)天基基礎網絡標識服務系統

天基基礎網絡標識服務系統可基于智慧天網進行加密傳輸,實現信息安全;亦可按需定制化擴展標識,適應不同規模網絡服務需求,支持定制擴展;還可通過分布式標識解析架構,實現按需標識分配和回收,并具備高兼容性。

(三)天地一體可信新型標識驗證實驗

中國互聯網絡信息中心與清華大學合作,研發天基基礎網絡標識服務系統,結合衛星設備特點開展天基DNS解析、星地DNS數據遷移等試驗,測試了系統可用性,以及資源消耗、性能、功耗等關鍵指標,初步驗證了天地一體可信新型標識在智慧天網部署的可行性,下一步將進行應用驗證。

對于未來工作設想,陸建華指出,一是推動空間頻軌資源的共享共治,探索發展空間資源有序利用的新方法。二是推動空間主權網絡技術創新發展,不同權屬的星座網絡,既可獨立自控也能互聯互通。三是推動網絡空間的全球化治理,打擊網絡犯罪,遏制網絡侵略和信息攻擊,共建網絡空間命運共同體。


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