一、無人機(jī)遙測(cè)數(shù)據(jù)文件加密原理

1、序列密碼

密碼按加密形式分為序列密碼和分組密碼，分組密碼用固定的變換處理明文序列的分組數(shù)據(jù)，加密較復(fù)雜，而且存在誤碼擴(kuò)散和一定的延時(shí)，一般用于通信傳輸信道質(zhì)量較好或具有數(shù)據(jù)重發(fā)等功能的場(chǎng)合：序列密碼對(duì)明文序列逐位或逐塊地加以隨時(shí)間變化的變換。其硬件加密速度快，且實(shí)現(xiàn)容易，對(duì)信號(hào)加密具有低延時(shí)，無誤碼擴(kuò)散等特點(diǎn)，因此序列密碼在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。

無人機(jī)系統(tǒng)通信對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求很高，例如地面控制站是每20ms接收一幀的遙測(cè)數(shù)據(jù)，每80ms發(fā)送一幀的遙控指令，所以必須采用具有低延時(shí)特性的序列密碼加密方法。

將序列密碼分為自同步序列密碼和同步序列密碼。密鑰序列與己經(jīng)產(chǎn)生的一定數(shù)量的密文有關(guān)的序列密碼被稱為自同步序列密碼，而密鑰序列與明密文無關(guān)的序列密碼被稱為同步序列密碼。

采用同步序列密碼加解密時(shí)，收發(fā)雙方的密鑰發(fā)生器必須同步，因此就需要精確的同步電路；如果在密文數(shù)據(jù)傳輸中丟失一個(gè)或若干字符，收發(fā)雙方必須重新同步密鑰發(fā)生器才能保持繼續(xù)通信，同時(shí)也會(huì)造成錯(cuò)誤擴(kuò)散；此外，采用同步法時(shí)要保證密鑰序列不能含有重復(fù)的部分，這樣就導(dǎo)致了密鑰規(guī)模過大。給密鑰管理帶來了一定的難度。

采用自同步序列密碼加解密時(shí)，收發(fā)雙方不需要精確的同步電路，接收方的每個(gè)解密密鑰都是由它前面的n個(gè)密文導(dǎo)出，如果在傳輸過程中丟失或改變了一個(gè)密文比特，將導(dǎo)致錯(cuò)誤向后擴(kuò)散n個(gè)分塊，但在連續(xù)正確接收到n個(gè)密文后，系統(tǒng)又能自動(dòng)的恢復(fù)同步，因此只要臺(tái)理地選擇n的大小，就能將錯(cuò)誤擴(kuò)散限制在容許的范圍內(nèi)。因此，本文提出了對(duì)無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路通信保密系統(tǒng)中的遙測(cè)幀使用自同步序列加密算法。

二、遙測(cè)數(shù)據(jù)文件如何加密和解密

無人機(jī)在數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)中的鏈路層進(jìn)行遙測(cè)數(shù)據(jù)文件的加密操作，使用面向位的鏈路控制協(xié)議，根據(jù)協(xié)議內(nèi)容，無人機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路通信中的遙測(cè)數(shù)據(jù)幀的格式如圖1所示。

遙測(cè)幀主要由標(biāo)志段、數(shù)據(jù)段和幀校驗(yàn)段組成。標(biāo)志段主要用于遙測(cè)幀的搜索捕獲及幀的分離存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)段主要包括飛機(jī)的狀態(tài)信息和圖像數(shù)據(jù)信息，幀校驗(yàn)段采取RS碼的校驗(yàn)方式。