文章总结： 该文档为中科院前沿论坛卫星互联网安全专刊介绍,系统梳理了卫星互联网面临的安全威胁包括通信链路攻击、信令攻击、物理供应链风险、跨层攻击、网络战风险及运维威胁等七大方面,并从综述文章及多篇研究论文角度提出了防护技术与解决方案,涵盖信任评估模型、跨域接入控制、轻量级认证协议、内生安全架构、动态威胁分析框架等内容,为构建卫星互联网安全体系提供了理论指导与技术参考。 综合评分： 89 文章分类： 网络安全,应用安全,解决方案,安全建设,威胁情报

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中科院前沿论坛 | 卫星互联网安全—冯登国、王小云院士等

信息安全最新论文技术交流

2026年3月26日 12:15 辽宁

中科院前沿论坛 | 卫星互联网安全专刊

卫星互联网的快速发展, 带来了相关服务、应用的繁荣, 将成为越来越重要的国家信息基础设施. #卫星互联网安全 是影响其生态健康发展与国家安全的关键要素, 而卫星互联网的高开放性、高交互性等特点, 也带来了新的科学问题和新的技术挑战. 顺应卫星互联网技术发展趋势, 预先布局卫星互联网安全研究, 对构建卫星互联网安全体系, 保障国家安全, 具有重要价值和意义.

2025年8月, #中国科学院学部 主办了“科学与技术前沿论坛”(第201次)——“卫星互联网安全科学与技术”专题论坛, 汇聚了#网络空间安全、#卫星通信 等领域学者,围绕“卫星互联网组网及安全”和“卫星互联网服务及安全”等议题, 共同探讨了卫星互联网的发展趋势及面临的安全挑战, 交流了卫星互联网安全的最新研究成果, 探讨了卫星互联网安全的未来发展方向. 会后由《中国科学: 信息科学》在2026年第3期上组织出版“卫星互联网安全专刊”.

西安电子科技大学曹进等撰写的“卫星互联网安全综述”, 概述了全球卫星互联网的发展态势及其战略意义, 分析了卫星互联网的体系特征与面临的基础性安全挑战, 在梳理卫星互联网面临的多元威胁态势并结合典型案例分析的基础上, 总结了安全防护技术, 并探讨了相关的政策与法律框架和未来发展趋势.

文章旨在对卫星互联网领域面临的安全威胁进行系统性介绍。文章首先介绍了全球卫星互联网的发展态势及其战略意义，阐明安全问题的重要性。其次，分析了现有卫星互联网的体系特征与面临的基础性安全挑战。然后，重点梳理了卫星互联网面临的多元威胁态势，并结合典型案例进行分析。随后，概述了安全威胁可采取的相应安全防护技术。最后，探讨了相关的政策与法律框架并对未来趋势进行展望，旨在为卫星互联网安全领域的研究、产业实践与安全治理提供有价值的参考。以下为本文的重点内容：

现有卫星互联网的体系特征与面临的基础性安全挑战：卫星互联网以互联网为底座融合地面移动通信网络，通过星间链路（Inter-satellite Link，ISL）与网关地面站（Gateway Station）构建空天地一体化架构，提供全球互联网接入服务。如图1所示，其主要包含空间段、地面段与用户段：空间段由LEO/MEO/GEO等多层轨道星座组成，通过ISL在时变拓扑上承载与转发核心数据业务，并通过馈电/回传链路（Feeder link）与网关地面站进行业务汇聚回传；地面段由网关地面站、数据中心（Data Center）、运营管控/控制中心（Control Center）及地面骨干网络（Backbone Network）等构成，负责资源编排、策略下发与公网互通，并可与地面移动通信网络（Mobile Communication）协同实现融合接入与业务分流；用户段包括各类接入终端与边缘计算节点等，通过业务/用户链路（Service link）接入卫星网络，完成同步、波束选择与接入等过程。卫星互联网系统也可引入临近空间平台（Near Space）作为卫星与地面/用户侧之间的补充中继与边缘节点，增强覆盖与承载能力。

然而，卫星互联网采用多轨混合组网架构，其动态可变的轨道环境、严苛复杂的空间条件，以及不同轨道在覆盖范围、传输时延与切换频度等方面的显著差异，均对系统的接入管理、跨域协同、资源编排及星载处理能力等构成严峻挑战。此外，由于卫星互联网的轨道处于太空开放空间，因此具备跨国特征，其运营需在全球范围内协调频谱、轨道等空间资源，并兼顾各国政策约束、数据主权与安全防护要求等。更进一步，在当前卫星互联网架构中，由于低轨卫星覆盖范围有限，在其对应的轨道中常常需要部署数千上万颗在轨卫星才可以满足对应的覆盖与业务需求，因此大规模节点的部署也大大增加了安全管理的难度。

图1 卫星互联网典型架构图

卫星互联网面临的多元威胁态势：重点梳理了卫星互联网面临的多元威胁态势，包括通信链路攻击、信令与数据传输链路攻击、物理与供应链风险、跨层攻击、国家级网络战风险以及运维与人为因素威胁等七个方面。

（1）通信链路攻击：卫星通信链路的开放性决定了其上行和下行信号极其易受干扰、截获、阻塞、欺骗等攻击，对卫星通信安全甚至用户生命财产安全造成严重威胁。本小节系统介绍了卫星通信链路面临的主要风险，包括信号干扰、截获、阻塞和欺骗等。

（2）信令与数据传输链路攻击：在卫星互联网中，保障信令与数据的安全传输是卫星互联网的核心任务。然而从链路层协议、网络层路由到应用层服务均可能遭受攻击，导致服务中断、数据泄露甚至卫星系统被控制等风险。本小节系统介绍了卫星互联网链路层协议攻击、网络层路由协议攻击以及应用层服务攻击。

（3）物理与供应链风险：物理安全与可信供应链是卫星互联网系统稳定运行的实体基础。攻击者可利用地面设施的物理可接触性、全球化供应链的薄弱环节及卫星在轨运行的脆弱性等，发起物理破坏、硬件篡改等攻击，直接威胁系统完整性与服务连续性。本小节系统介绍了用户终端信任锚点安全威胁、供应链与固件篡改攻击以及空间物理威胁。

（4）跨层攻击：跨层攻击可同时影响卫星互联网多个协议层或破坏层间协同，通过干扰时空基准、篡改关键模型、渗透网络节点或破坏密码机制等方式，导致网络同步失序、路由异常或信任体系崩塌。本小节系统介绍了针对导航信号的特定跨层攻击、AI模型篡改与执行结果操纵攻击、APT攻击以及SatOver为代表的系列攻击等典型跨层攻击场景。

（5）网络战风险：卫星互联网在民用领域广泛应用的同时，也逐渐成为支撑国家安全的重要基础设施。其通过星座设计与地面站体系建设巩固数据与算力主权，并提供广域、高带宽、低时延链路支撑多域联合作战的态势融合与快速决策；此外，多层次轨道星间链路与分布式网关构成的多层网络具备抗毁、抗干扰与自愈能力，在地面骨干受损时可实现国家级关键信息的联通传输。但其安全风险和隐患也可能对国家造成严重影响。本小节从关键设施脆弱性、频谱资源争夺与地面关口部署集中三方面分析其相关安全风险。

（6）运维与人为因素威胁：星座规模化增长使维护与升级高度依赖专业运维人员与第三方协作，在运维水平差异与人为因素主导的背景下，卫星互联网呈现组织流程与技术机制耦合的系统性风险：日常运维与运维轮班中身份与权限管理易失控，系统配置与升级保障不足易触发系统性风险，第三方承包商与外包也成为影响卫星互联网安全链条的关键薄弱环节。本小节系统介绍了内部人员泄密和社会工程学攻击、误配置导致的安全事故以及第三方承包商与外包风险。

卫星互联网安全防护技术：针对卫星互联网面临的多重安全威胁态势，需从多个维度构建全方位安全防御体系。本章重点介绍了通信加密与抗干扰、身份认证与访问控制、卫星态势感知与安全监测、基于AI的卫星异常检测与入侵防御、量子安全密码、APT对抗以及供应链安全等卫星互联网核心防护技术。

最后，探讨了相关的政策与法律框架，并对未来趋势进行展望，旨在为卫星互联网安全领域的理论研究、产业实践与安全治理提供有价值的参考。

信息工程大学王昕昕等撰写的“CAMTE: 面向LEO卫星网络的伪装感知多维信任评估模型”, 针对#低地球轨道卫星网络 所面临的高级内部伪装攻击威胁, 提出了一种基于身份、行为与服务三维客观证据的直接信任评估框架, 设计了伪装感知信任融合方法, 为低地球轨道卫星网络抵御共谋攻击等提供了解决思路.

文章遵循零信任“永不信任，持续验证”原则，构建星地协同信任评估架构。地面策略决策点执行集中式信任计算，星上策略执行点进行轻量级证据收集，通过轨道周期同步实现证据采集、信任评估与策略更新的闭环管理。

突破传统“直接信任+间接信任”混合范式的局限，构建完全基于客观证据的直接信任评估体系。从身份、行为、服务三个正交维度刻画节点可信状态：

• 身份信任：基于SM9标识密码算法实现节点身份不可否认认证，引入版本完整性与密钥时效性动态评估。

• 行为信任：采用贝叶斯Beta分布模型，基于数据包转发历史动态推断节点转发可靠性，设计非对称惩罚机制抑制开关攻击。

• 服务信任：综合服务可用性与服务质量指标，通过置信度加权实现对新节点评估的平滑启动与渐进收敛。

该框架从根本上免疫了坏嘴攻击、共谋攻击等间接信任攻击，简化了信任管理复杂性。

针对传统D-S证据理论将高冲突证据视为噪声的局限，提出伪装感知信任融合框架。该机制实现两大突破：

• 冲突认知重构：将不同维度证据间的冲突不再视为待消除的噪声，而是重新定义为识别节点跨维度伪装行为的关键信号。

• 主动攻击检测：通过量化冲突强度构建伪装指数，并以此为惩罚因子对表观信任进行动态衰减，将传统证据融合的被动“调和”转化为主动“攻击感知”。

采用“星上轻量收集、地面集中计算”的混合范式。卫星端仅需常数级存储与计算开销进行证据日志记录；地面端承担线性复杂度的信任融合计算。该设计严格契合星上资源极度受限的工程约束，具备良好可部署性。

上海交通大学凌国玮等撰写的“基于多方隐私求并的卫星互联网跨域一致性接入控制”, 面向#近地轨道卫星 互联网跨管理域协同场景下准入名单一致性与隐私保护难题, 提出了多运营域黑/白名单安全求并协议, 可实现高效的黑/白名单安全求并, 同时可抵抗合谋攻击.

文章提出了一种基于多方隐私集合求并（MPSU）的协议，应用于卫星互联网接入控制。简单来说，就是让多个运营商把各自的名单放进去，最后只产出一个全网通用的“总名单”，但过程中谁也不知道哪条信息是谁放进去的，也不知道某个终端在几个域出现过。

核心创新点：

1. 自主可控的密码基座（SM2 + FastECDLP）：不同于国外主流方案使用 Exp-ElGamal，本文基于国产商用密码 SM2 算法构建加法同态加密方案。针对椭圆曲线解密慢的瓶颈，集成了最先进的FastECDLP快速解密算法，将解密效率提升了数个数量级，兼顾了国家战略需求与高性能计算。

2. 抗合谋的隐私保护设计：即使N-1个参与方联合起来，也无法推断出诚实方的私有信息，实现了半诚实模型下的可证明安全。

3. 适应高动态卫星网络的高效性：为了应对卫星网络带宽受限、延时波动的特点，方案采用了“对称密码与公钥密码并行”的混合架构，大幅降低了计算与通信开销。

中国移动通信有限公司研究院陈美玲等撰写的“EDHOC-NTN：一种基于CL-PKC的轻量级认证及星地融合回传安全协议”, 基于无证书公钥密码体制与增强型密钥交换协议, 设计了一种#星地融合 回传安全协议, 在保障回传链路安全的基础上, 具备#低开销、#低延迟 等特点.

文章提出了一种面向星地融合回传链路的轻量级认证协议——EDHOC-NTN。该方案融合了无证书公钥密码体制（CL-PKC）与增强型密钥交换协议（EDHOC），在保障安全的同时，实现了低开销与高动态环境适配。

具体而言，方案由两部分构成：首先，基于CL-PKC设计轻量化密钥分发机制，让卫星和地面站无需依赖繁琐的数字证书即可生成自己的公私钥对，避免了传统公钥基础设施的证书管理开销。其次，对EDHOC协议进行扩展，使双方仅需三次精简的握手交互就能完成双向身份认证并协商出会话密钥，解决了传统协议（如IPsec）因多轮交互和对IP地址依赖而难以适应卫星高速移动场景的问题。

文章主要贡献：

(1)设计了基于CL-PKC的密钥派生机制，在提升安全性的同时降低系统开销，适配星上资源受限环境。

(2)提出EDHOC-NTN轻量级密钥交换协议，解决了对IP地址的依赖问题，更适配高时延、高动态的星地通信场景。

(3)形式化安全分析证明协议能有效抵抗重放、中间人、假冒等攻击；性能仿真显示，相比IPsec协议，本方案可节省41.7%的带宽开销和26.4%的计算开销。

武汉理工大学郑开发等撰写的“卫星互联网中层次化多模态数据安全共享方案”, 面向卫星互联网中敏感多模态数据隐私访问控制与高效检索难题, 提出了融合层次化访问控制与可搜索加密的安全共享机制, 该机制在提升异构数据处理效率的同时, 提高了隐私访问控制能力.

西安交通大学王云涛等撰写的“面向高级持续性威胁的卫星互联网最优修复策略”, 针对卫星互联网#链路时变性、#星地异构性 与节点资源受限等特点, 提出了一种高效动态的最优安全修复策略, 并通过构建动态序贯修复博弈模型, 提出了基于最优控制的前后向搜索与策略更新算法, 以应对高隐蔽性的高级持续性威胁.

中国科学院软件研究所高航等撰写的“卫星互联网安全威胁分析与体系化防御策略”, 分析了超大规模低轨巨型星座面临的供应链攻击、侧信道窃取与跨域协同打击等非对称威胁, 提出了一套以“卫星互联网#安全大脑” 为核心、“#星云站端” 四级智能体为执行单元的体系化防御框架, 为复杂巨型星座系统的安全保障提供了研究思路。

文章提出了一套以“卫星互联网安全大脑”为决策核心的体系化防御策略，将防御能力从传统的地面集中式管理扩展为“逻辑集中、物理分布”的协同体系。该策略首先构建部署于地面或云端的“安全大脑”作为智能决策中枢，利用深度学习与知识图谱实现情报汇聚、全局态势感知及高级威胁（APT）的认知分析与策略生成；其次，设计了“星云站端”四级智能体以突破星地链路的带宽与时延限制，其中“云安”负责全局战略指挥，“站安”承担地面站区域战术指挥与流量清洗，“星安”在卫星侧实现轻量化实时异常检测与快速阻断，“端安”则负责终端固件校验与底层情报收集；最后，引入NodeMatrix（节点治理）、DataMatrix（数据治理）、AppMatrix（应用治理）和CodeMatrix（代码治理）四大治理框架，有效解决了异构设备的互操作难题，实现了软硬件资源的统一抽象与软件全生命周期的可信供应链管理。关系框架如下图：

文章的创新点如下：

（1）从单点防护转向“安全大脑”驱动的多智能体协同防御，实现了跨域威胁的分钟级甚至秒级响应。

（2）通过边缘计算（星安/端安）进行数据压缩和预处理，在满足星地链路低带宽约束的同时，最大化了全局风险观测的互信息。

（3）证明了通过多点协同（如终端校验+卫星审计），可以有效阻断利用合法协议掩护的跨域攻击链。

清华大学权晓文等撰写的“EADA: 一种内生安全视角下的卫星互联网防御架构”, 提出了将#身份认证、#访问控制 与#路由转发 等能力内生到系统运行全周期的#主动防御体系. EADA遵循#分层联邦信任、#逻辑隔离 与#智能运维 三项设计原则, 构建信任边界逐步外延的演进路线, 为构建新一代安全可信的卫星互联网提供了研究参考.

文章跳出传统安全思维，结合对成熟卫星互联网体系的测量、测绘与安全分析，提出一种全新的安全范式。创新点如下：

1.系统性分析了互联网采用的边界安全和被动响应机制在低轨卫星互联网场景下的不足。通过理论建模与比分析，揭示以VPN和应用层联邦认证为代表的叠加式安全机制，其依赖的拓扑相对稳定与中间节点资源充足等假设，在低轨星座拓扑高频重构和星载资源受限条件下难以成立。

2.提出了一种扩展IPv6的分段路由（Segment Routing over IPv6，SRv6）协议的“身份-路由融合”内生防御架构（EADA）。不同于仅在应用层或接入点实施访问控制，EADA从协议层将跨域联邦身份与授权语义内生嵌入网络层转发过程，使安全属性直接约束数据包的可达路径。通过引入可验证的安全段标识，该架构在不引入新型路由协议的前提下，实现了基于密码定义的网络层微隔离技术，显著提升了共享物理网络中的逻辑安全性。

3.设计了一种面向星载资源受限环境下的轻量化验证体系，支撑内生安全架构的工程化落地。针对星地链路高时延、卫星节点算力与功耗受限等约束，本文构建了“控制—转发分离”的分层验证机制，在控制面实现跨域联邦互信与合规审计，在数据转发面完成安全标识的线速校验。建模结果表明，基于典型LEO星间链路带宽与MTU设定，该架构将SRv6协议封装开销控制在约2.4%，高并发场景下信令带宽消耗低于0.02%，并仅需占用星载FPGA约2.77%的逻辑资源即可实现微秒级线速处理。

EADA通过其分层联邦信任模型，提供了一种以内生机制为核心、面向跨域协作的解决思路。鉴于卫星互联网涉及多方利益主体，基础设施规模庞大，覆盖全网的内生安全体系难以一次性构建。为此提出一条以信任边界逐步外延的分阶段演进路线，通过由域内闭环内生向跨域受控互信的渐进演进，支撑EADA架构的工程化部署。

阶段一：域内闭环信任。EADA在初期部署于单一运营商控制的自治域，运营商在可控节点引入SRv6控制平面与统一身份体系，实现域内流量的网络层零信任转发与抗毁防御；跨域通信通过VPN实现。此阶段信任边界严格限定于域内，对外部网络仍表现为标准IP自治系统，旨在构建不依赖域外节点的可信内生基座，如下图所示。

阶段二：有限信任协作。随着多星座互联需求增加，EADA通过标准化API引入意图驱动的跨域交互机制，实现有限信任协作。外部实体不参与底层协议，而是通过标准化接口提交携带身份凭证的业务意图，不涉及具体网络配置。边缘网关作为信任代理，验证授权后将意图映射为具体的SRv6逻辑隧道。除该隧道外，域内拓扑资源对外部保持不可见，从而在实现业务互通的同时维持网络层的强隔离。

阶段三：跨域联邦信任。信任边界通过策略映射在域间受控扩展，通过对BGP（Border Gateway Protocol）等域间路由协议进行扩展，使携带联邦令牌的SRv6报文可跨域转发，将内生安全能力由单域延伸至多域协同环境。系统在保障各运营商数据主权与策略自治的前提下，实现了跨域业务的受控运行与全网漫游。此阶段的跨域治理遵循“对等意图协商”模式，避免集中式控制引发的主权冲突；同时内置分级降级策略，若高等级SRv6联邦协商失败（如因策略冲突或接口不可达），连接将自动回退至“BGP路由+IPSec VPN”的传统互联模式，优先保障基础业务的全球连通性。具体演进阶段如下图所示：

北京航空航天大学唐明圣等撰写的“SAT-DEF: 面向卫星互联网安全的威胁分析与动态演化框架”, 从攻击者视角构建信网协同入侵、多域网络渗透、多维行动打击、后攻击持久化保持等逻辑关联的攻击链, 系统刻画了#动态威胁 演化过程, 支持对复杂攻击路径与复合战术的分析推演, 可为卫星互联网行为分析与防御决策等研究提供参考.

为了解决卫星互联网威胁分析中“跨层攻击难刻画、战术动态难建模”的核心挑战，文章提出了一个名为 SAT-DEF 的集成化动态威胁分析框架。该框架主要由标准化攻击链库、天基专用战术知识库和动态演进机制三部分构成。首先，框架从攻击者视角构建了信网协同入侵、多域网络渗透、多维行动打击和后攻击持久化保持四条核心攻击链，系统刻画从信号层到网络层、从初始入侵到长期控制的全攻击生命周期。然后，框架引入了动态阶段迁移机制，能够模拟攻击者在遭遇防御时，在不同攻击链或阶段间的自适应跳转与战术调整，从而真实反映攻防对抗本质。

创新点如下：

(1) 提出了一个过程与知识一体化的动态演进框架，突破了传统线性攻击模型（如CKC）和静态知识模型（如ATT&CK）的局限，实现了对攻击行为、战术知识与环境适应性的有机融合。

(2) 实现了天基专用攻击技战术（TTPs）与连贯攻击链的深度整合，不仅能引入领域知识，更能刻画从物理信号侦察到网络持久化的端到端、跨层攻击流程。

(3) 通过引入DevOps式的反馈与演进机制，显式建模攻击者的战术调整与链间跳转，使威胁分析模型具备应对动态对抗环境的能力，更贴合高级持续性威胁（APT）的实际行为模式。

Figure B1 The overview of the SAT-DEF framework

西安交通大学唐晓等撰写的“基于时序信道预测与展开图神经网络的星间安全空中计算方法”, 提出了基于深度学习的#安全空中计算(AirComp)框架, 该框架基于时序#Transformer 的信道预测网络实现高精度星间信道预测, 设计基于图神经网络的#AirComp 策略求解器生成抗窃听的波束成形策略.

利用聚合误差衡量合法端的聚合精度与窃听端的信息泄露程度，以私密AirComp速率作为安全性能指标，同时考虑星间链路视距主导、轨道几何驱动的强时序相关性，设计基于预测-决策的主动安全计算规划策略。相应地将整体问题分解为两个方面：一是基于历史观测进行的星间信道预测，另一是基于当前时隙预测信道的安全AirComp策略求解。两方策略在线滚动执行，每个时隙前先更新预测器得到当前信道的估计，再求解本时隙收发波束，执行策略并回收新的观测用于下一时隙更新，如图所示。

图  基于“预测-决策”的安全星间AirComp策略

在信道预测上，采用名义值+残差的混合建模，名义值由星历及轨道传播解析得到，构成信道演化的主体骨架，残差项吸收传播器误差、姿态抖动、测量噪声等未建模扰动，由时序网络从历史观测中学习。基于时序Transformer，学习名义与观测之间的偏差结构，避免在大动态范围内拟合信道绝对量。

在传输决策上，基于深度展开图神经网络，把传统交替优化的迭代过程映射成固定层数的网络结构。对易于解析的步骤保留显式计算，对复杂耦合的步骤用图神经网络近似拟合，通过注意力式消息传递建模节点间的交互与协同，让发射端有效感知安全目标的方向，实现兼顾可解释性与学习效率的安全决策。

南京大学张孟旸等撰写的“一种面向超大规模卫星互联网协议的并行分布式仿真方法”, 针对超大规模节点及动态时变拓扑下的复杂协议交互场景, 提出了一种并行分布式仿真方法, 提升了#万颗级卫星网络 场景下的仿真效率, 评估了多种传输层协议与#拥塞控制 算法组合在动态环境中的性能差异与适用场景.

海南大学陶虹妃等撰写的“基于 ns-3 的 3GPP NTN 协议仿真平台设计与实现”, 设计并实现了一种基于ns-3的#非地面网络（NTN）仿真平台, 构建了NTN专用移动模型支持卫星等高动态节点轨迹模拟, 扩展了ns-3 NR模块的RRC层模拟NTN连接管理流程, 实现物理层到应用层的NTN协议栈支撑端到端性能评估.

来源：中国科学 信息科学

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