[发明专利]一种基于ECC证书的ADS-B数据认证方法

摘要

一种基于ECC证书的ADS-B数据认证方法，属用于航空领域广播式自动相关监视系统中机载数据的认证方法。其步骤如下：原始ADS-B发送数据首先被加上GPS时间戳形成ADS-B消息，使用ECC私钥，产生签名；签名数据将被加入到ADS-B消息中并封装成最终的ADS-B下行数据并被ADS-B通信通道发送；地面站和其他飞机接收的ADS-B输出数据分为两部分，其一是ADS-B原始负荷以及GPS时标数据，后者将用来与当前GPS时间比较以检查重放攻击；其二是签名数据。本发明可减少密钥分发和管理的复杂性，抵抗对于ADS-B系统的数据回放攻击。

主权项

一种基于ECC证书的ADS B数据认证方法，其特征是：按以下步骤进行：原始ADS B发送数据首先被加上GPS时间戳形成ADS B消息，它将被用来采用ECDSA签名算法，使用ECC私钥，产生签名；签名数据将被随后加入到ADS B消息中并封装成最终的ADS B下行数据，最后将被ADS B通信通道发送；地面站和其他飞机接收的ADS B输出数据将首先被分为两部分，其一是ADS B原始负荷以及GPS时标数据，后者将用来与当前GPS时间比较以检查重放攻击；其二是签名数据，将使用包含ECC公钥的X.509证书被ECDSA签名算法验证，而证书则通过X.509证书的层次模型来进行认证和管理；上述GPS时间戳的加入方法为：第一步：获取当前时间t；第二步：将当前时间t拆分为前16位t0，后16位t1；第三步：比较n，分析该传t0还是t1；若n＝0，则将t1赋值给时间戳ts；若t≠0，则将t0赋值给时间戳ts；上述ECDSA签名算法步骤为：第一步，将待签名的ADS B数据，用散列函数MD5或SHA 1算法，计算其散列值；第二步，去掉散列值的后面部分，仅留前112字节；第三步，将112字节的散列值，用ECC私钥加密，形成长为112字节的r和s值(签名数据)，共长224字节；第四步，将224字节的签名数据，附加在待签名的ADS B数据后方；第五步，接收方收到的数据，先拆分为ADS B信息和签名数据(r，s)；第六步，接收方将ADS B信息，进行第一步和第二步的散列运算；第七步，将签名数据用公钥进行解密；第八步，将第六步和第七步的数据进行比较，若一致则验证成功，否则不成功；上述GPS时间戳的验证步骤为：第一步：获取当前时间，取前16位为t0，后16位为t1；第二步：获取传送的时间戳ts；第三步：比较t0和ts，如相同，则传的是前16位，赋值给tn0，n设为0；第四步，比较t1和ts，如差值小于5，则传得是后16位，赋值给tn1，n设为1；第五步，比较n，若为0，则当前应当是后16位，赋值ts给tn1；否则是前16位，赋值给tn0；第六步，将tn0和tn1合并成新的tn；第七步，比较tn和t，若大于5则认为验证不通过，并计数；否则通过计数清0。