【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及衛星物聯網，尤其涉及一種基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信方法及系統。
技術介紹
1、隨著衛星技術的快速發展，低軌衛星物聯網已成為連接地球表面各類物聯網設備的重要基礎設施。目前，在軌的低軌衛星數量已超過上萬顆，廣泛應用于通信、遙感、環境監測等多個領域。然而，隨著低軌衛星的大量應用，其通信安全問題也日益凸顯，特別是在測控域、接入域及網絡域的安全保障方面。
2、測控域涉及衛星測控站與衛星平臺之間的通信鏈路，需要確保通信鏈路的認證和數據保護，以防止未經授權的訪問和數據泄露。接入域則涉及衛星通信終端、衛星載荷等，需要實現衛星通信終端與衛星載荷之間的認證和信令保護，以確保數據傳輸的完整性和可靠性。
3、區塊鏈技術作為一種分布式賬本技術，通過加密算法確保數據不可篡改，實現去中心化的信任機制，為物聯網設備間的通信提供了新的安全保障手段。在物聯網市場中，區塊鏈技術已被廣泛應用于設備身份驗證、數據安全存儲和服務目錄處理等方面，有效提高了設備間通信的透明度和安全性。
4、然而，將區塊鏈技術應用于低軌衛星物聯網通信時，面臨著諸多挑戰。首先，低軌衛星載荷成本較高，計算資源有限，難以支持傳統區塊鏈共識算法對算力的高要求。其次，低軌衛星與地面站之間的通信鏈路具有動態性和不穩定性，需要實現高效的身份認證和密鑰協商機制，以確保通信鏈路的安全性和可靠性。此外，低軌衛星物聯網中的衛星通信終端設備種類繁多，計算能力各異，如何實現衛星通信終端設備的有效接入和高效通信也是一個亟待解決的問題。
5、針對上述問題
6、中國專利cn202410283017.6則提出了一種通過分片來降低區塊鏈規模的方法，將衛星、海洋設備、地面設備劃分為多個獨立的分片區塊鏈。然而，該方法沒有提供分片區塊鏈之間共享數據的方法，無法保證從衛星通信終端到地面數據中心端到端的數據安全。
7、因此，如何在保證低軌衛星物聯網通信安全性的同時，降低共識算法對算力的要求，實現高效的身份認證和密鑰協商機制，以及支持不同種類衛星通信終端設備的有效接入和高效通信，成為當前低軌衛星物聯網通信領域亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信方法及系統，提高了低軌衛星物聯網通信的的效率和安全性，為衛星互聯網應用提供了可靠的技術支持，以解決上述現有技術問題的至少之一。
2、第一方面，本專利技術提供了一種基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信方法，所述方法具體包括：
3、將低軌衛星通信網絡劃分為多個網絡分區，在每個網絡分區內將至少一個地面站作為共識節點，形成共識網絡，并采用rbft算法從每個共識網絡的若干個共識節點中選定出主節點；
4、采用衛星過境算法預測每個低軌衛星的過境信息，根據所述過境信息將經過任一共識網絡的低軌衛星設置為該共識網絡的記賬節點；
5、獲取衛星通信終端的服務請求，通過過境衛星通信終端的低軌衛星將所述服務請求轉發給所屬共識網絡的主節點，根據所述主節點對所述服務請求進行驗證和優先級排序，若驗證通過，則向當前共識網絡的所有節點進行廣播和共識驗證；
6、共識驗證通過后，根據過境衛星通信終端的低軌衛星實時獲取衛星通信終端發送的已通過服務私鑰進行簽名的通信數據，對所述通信數據進行服務公鑰驗證后，轉發給當前共識網絡的任一地面站，并通過該地面站轉發給指定的另一衛星通信終端或數據中心。
7、第二方面，本專利技術提供了一種基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信系統，所述系統具體包括：
8、第一通信模塊，用于將低軌衛星通信網絡劃分為多個網絡分區，在每個網絡分區內將至少一個地面站作為共識節點，形成共識網絡，并采用rbft算法從每個共識網絡的若干個共識節點中選定出主節點；
9、第二通信模塊，用于采用衛星過境算法預測每個低軌衛星的過境信息，根據所述過境信息將經過任一共識網絡的低軌衛星設置為該共識網絡的記賬節點；
10、第三通信模塊，用于獲取衛星通信終端的服務請求，通過過境衛星通信終端的低軌衛星將所述服務請求轉發給所屬共識網絡的主節點，根據所述主節點對所述服務請求進行驗證和優先級排序，若驗證通過，則向當前共識網絡的所有節點進行廣播和共識驗證；
11、第四通信模塊，用于共識驗證通過后，根據過境衛星通信終端的低軌衛星實時獲取衛星通信終端發送的已通過服務私鑰進行簽名的通信數據，對所述通信數據進行服務公鑰驗證后，轉發給當前共識網絡的任一地面站，并通過該地面站轉發給指定的另一衛星通信終端或數據中心。
12、第三方面，本專利技術提供了一種計算機設備，包括：存儲器和處理器及存儲在存儲器上的計算機程序，當所述計算機程序在處理器上被執行時，實現如上述方法中任一項所述的基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信方法。
13、第四方面，本專利技術提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器運行時，實現如上述方法中任一項所述的基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信方法。
14、與現有技術相比，本專利技術具有以下技術效果的至少之一：
15、1、本專利技術提高了低軌衛星物聯網通信的的效率和安全性，為衛星互聯網應用提供了可靠的技術支持。
16、2、本專利技術通過將低軌衛星通信網絡劃分為多個網絡分區，并在每個分區內設立共識節點和采用rbft算法選定主節點，提高了系統的可擴展性和容錯性。
17、3、本專利技術利用衛星過境算法預測低軌衛星的過境信息，并設置記賬節點，實現了對通信數據的有效記錄和驗證。
18、4、本專利技術通過主節點對服務請求進行驗證和優先級排序，確保了服務請求的合理性和高效處理。
19、5、本專利技術通過獲取低軌衛星的實時軌道位置信息，計算位置變化趨勢，并結合地面站分布數據，建立了地面站與衛星覆蓋區域的對應關系模型，能夠準確計算當前時刻低軌衛星所屬的共識網絡，并將其標記為可服務衛星，為后續的通信和數據轉發提供了依據。
20、6、本專利技術通過獲取衛星通信終端的設備特性信息，構建了終端特征向量，并根據特征向量的重要性分配權重，實現了對衛星通信終端優先級的合理評估。
21、7、本專利技術對通信數據進行服務公鑰驗證后，根據衛星通信終端的優先級得分和地面站的處理性能，確定了通信數據的分配策略，實現了數據的合理分配和高效處理。
22、8、本專利技術通過獲取通信數據的實際處理時間，并利用強化學習算法動態優化分配策略，提高了系統對未來通信數據處理能力的預測和適應能力。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信方法，其特征在于，所述方法具體包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用衛星過境算法預測每個低軌衛星的過境信息，具體包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述主節點對所述服務請求進行驗證和優先級排序，具體包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述對所述通信數據進行服務公鑰驗證后，轉發給當前共識網絡的任一地面站，具體包括：
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述獲取低軌衛星與地面站之間的通信鏈路狀態信息，具體包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
8.一種基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信系統，其特征在于，所述系統具體包括：
9.一種計算機設備，其特征在于，包括：存儲器和處理器及存儲在存儲器上的計算機程序，當所述計算機程序在處理器上被執行時，實現如權利要求1至7中任一項所述的基于動態區塊鏈的低
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器運行時，實現如權利要求1至7中任一項所述的基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于動態區塊鏈的低軌衛星物聯網通信方法，其特征在于，所述方法具體包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用衛星過境算法預測每個低軌衛星的過境信息，具體包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述主節點對所述服務請求進行驗證和優先級排序，具體包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述對所述通信數據進行服務公鑰驗證后，轉發給當前共識網絡的任一地面站，具體包括：
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述獲取低軌...
【專利技術屬性】
技術研發人員：江海濤，焦焦，詹繼斌，
申請(專利權)人：深圳市微星物聯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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