民航通信网络中的数据传输安全机制研究

民航通信网络中的数据传输安全机制研究

严钰

中国民用航空西北地区空中交通管理局   陕西省西安市  710082

摘要：在本次研究中，首先对民航通信网络中数据传输的安全机制特征进行分析，主要有实时性要求较高，通信协议多元化以及安全性要求较高等。目前民航通信网络数据传输安全状况面临着系统弱点使用，恶意软件攻击和数据篡改等多种挑战。民航通信网络数据传输安全机制主要由数据加密技术，身份认证与授权，数据完整性与一致性保障，网络入侵检测与防御策略等构成。实现上述安全机制，对于保障民航数据传输机密性，完整性，可用性具有关键作用。

关键词：民航通信网络；数据传输安全；数据加密技术

引言

当今全球化和信息化迅猛发展，民航业信息通信网络安全性问题受到特别关注，这是国际交流中的一个重要环节。民航通信网络携带了海量飞行控制，预订系统及乘客信息等敏感信息，其安全传输对航空安全及服务质量有着决定性的影响。但是在网络攻击技术不断提升的今天，民航通信网络所受到的安全挑战也越来越严重。所以研究并加强民航通信网络数据传输安全机制尤为重要。文章对民航通信网络数据传输安全特点，现状和问题进行全面分析，论述各种安全机制的具体运用和成效，目的是对促进民航通信网络数据传输安全起到一定借鉴与指导作用。

1.民航通信网络中的数据传输安全机制的特点

民航通信网络数据传输安全机制，必须要符合这一行业所独有的系列苛刻要求。这些机制在设计时着眼于保证机密性，完整性与可用性，并需兼顾实时性与连续性，从而为全球无缝飞行操作提供支持。机密性在民航通信网络安全中必不可少，必须借助强大的加密算法才能使传输数据免受未经许可访问。以此为基础的完整性保障措施保证数据在发送过程中不受篡改，对维护飞行安全等关键运营决策具有重要意义。

2.民航通信网络中的数据传输安全现状

2.1 数据传输的常见问题

尽管加密技术被广泛使用，但是加密协议并不都是最新的或配置不合适，这就造成了可能出现安全漏洞。另外，密钥管理不到位还会加大数据解密的危险，特别是密钥更新发布时。另一方面由于民航通信网络要对海量数据进行处理，数据传输时出现延迟、丢包等情况会造成关键信息无法及时送达目的地从而影响飞行安全。数据完整性也受到了挑战，可能会发生网络中间人攻击行为或者数据截取等行为，这些行为都会造成传输数据时受到篡改。并且，即使数据没有遭到篡改，因为签名和校验机制不健全，在校验数据完整性时也会出现漏洞。

2.2 民航通信网络中存在的问题

网络架构陈旧，系统易受最新网络攻击手段攻击。比如很多系统仍然依赖陈旧的软、硬件，其安全补丁没有及时更新，很容易被攻击到已知的漏洞。另外，民航通信网络中各部件与业务往往需要全球范围跨越多家运营商与服务提供商进行合作，由此引发复杂的供应链安全难题。第三方服务是否安全并不能完全掌握在航空公司手中，所以即使航空公司内部安全措施适当，由于外部服务商存在安全缺陷，仍会对其构成威胁。同时，在信息技术与操作技术不断结合的情况下，民航通信网络攻击面不断扩大。攻击者可通过对非关键系统进行攻击，间接地对关键航空通信系统产生作用。

3.数据传输安全机制在民航通信网络中的应用策略

3.1 数据传输加密技术

加密技术主要有对称密钥加密与非对称密钥加密2种基本形式，这2种加密技术以不同方式保证了传输数据时不会受到非法的截获与解读。对称密钥加密以其计算复杂性低等优点在需要进行快速处理如实时飞行数据传输等领域得到了广泛的应用。并且非对称密钥加密对要求安全等级更高的数据交换起到了一定的促进作用，如飞机与控制中心之间关键指令的传递。具体来讲，民航通信网络加密策略既要采用强加密算法又要确保密钥安全管理。其中包括密钥的定期替换，密钥管理服务器的利用和密钥故障转移机制的实现。

3.2 身份认证和授权

民航通信网络的又一层安全机制是身份认证与授权问题。保证仅有授权的用户及系统能对数据进行存取及运行，对防止未经授权的存取及数据滥用是非常重要的。身份认证机制通常包括密码、智能卡、生物特征识别技术和行为分析等多因素认证。用户进行多因素认证时，需要提供2个或者多个认证因素，极大地增加安全性。授权策略保证了用户只能访问其完成任务所需要的信息。这是通过执行基于角色的访问控制或基于属性的访问控制来实现的。比如飞行员可能拥有获取航班计划信息的权限，地面维护人员只能够获取维护记录。通过精细授权管理限制敏感数据接入，以减少数据泄露或者不正当利用风险。身份认证与授权系统设计需要高可靠性与可扩展性来支持世界民航运行。它们必须能抵抗社交工程攻击，密码破解以及身份盗窃的威胁。

3.3 数据完整性和一致性

数据完整性与一致性对于民航通信网络来说是非常重要的，它保证了所传送的信息从源端到目的地都没有经过篡改或者错误处理。为保持数据的完整性而使用各种技术手段与协议。其中数字签名技术为数据不做任何修改提供了验证手段。使用加密密钥使发送方对数据产生特有的签名，而接收方可使用该签名对数据进行认证，以证明其在发送过程中没有受到篡改。另外校验和与散列函数是保证数据完整的一种常用手段。它们通过为数据块产生简短摘要信息并将传输前和传输后摘要进行比较，从而检测出数据在传输时是否受到变化。该方法具有计算资源要求少、适合高速民航数据通信等优点。为确保数据一致，版本控制与数据重复检查技术起到了至关重要的作用。在民航通信网络当中，每次对数据进行更新时，必须要对其进行严格的记录，以保证各个接收者能够得到最新的、统一的数据。

3.4 网络入侵检测和防御

入侵检测系统对网络流量模式和用户行为进行监测以确定潜在非法活动。一旦发现异常行为，该系统将产生报警，网络管理员能够立即行动起来以预防潜在安全事件。网络入侵防御系统又向前推进了一步，该系统不仅能够探测入侵尝试，而且能够自动地采取措施对其进行干预，例如切断非法连接或者隔离被感染系统。这些自动化响应措施大大增强了网络安全防护能力。同时，为了应对高级持续性威胁，民航通信网络采用了深度包检测、异常行为分析和沙箱技术等手段。深度包检测能够看到数据包内容而不只是头信息以暴露潜在恶意软件。异常行为分析通过机器学习算法对网络中正常的行为模式进行学习，使其能够探测到与以往不同的行为，在抵御未知威胁中显得非常重要。沙箱技术为运行和分析可疑程序及代码提供了隔离环境，保证其不影响实际网络环境。

结束语

随着科技的进步以及网络攻击手段不断进化，民航通信网络数据传输安全受到了空前的挑战。该研究表明，采取强化数据加密，严格身份认证与授权，保证数据的完整性，部署高效的网络入侵检测与防御系统等全面安全策略可显著提升民航通信网络安全水平。今后的工作还需在已有研究基础之上进一步探讨与新的网络环境与威胁相适应的安全技术与措施，从而保证民航信息通信网络能抵抗越来越复杂的安全威胁并保证全球民航业稳定与发展。

参考文献

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