野火管理下异构网络(HetNet)通信的安全性：消除对抗性和环境威胁的影响
密码学与安全
2025-08-26 v1
摘要
在不利的环境条件和网络威胁面前，针对野火管理和检测等关键应用的稳健通信系统需求安全且有韧性的体系结构。本文提出了一种新框架，考虑到对抗因素，为异构网络(HetNet)构建韧性，集成了低轨道卫星星座与高空平台地面站(HAPGS)和低空平台(LAPS)，专为支持野火管理操作而设计。在前期工作基础上，针对链路段安全的 secure-by-component 方法，我们扩展了对通信层的保护，包括 securing Radio Frequency(RF)/Free Space Optics(FSO) 的管理以及不同链路。通过案例研究，我们量化了环境应力对保密容量的影响，并暴露了系统面临被动对手的风险。关键发现表明，大气衰减和光束错位可显著降低两个短程和长程通信链路的保密容量，而高空窃听者面临的信号衰减较小，增加了其截获能力。此外，增加发射功率以抵消环境损失可能无意中提高窃听者的接收能力，从而降低整个链路的保密性。我们的工作不仅凸显了保护网络免受这两类威胁的重要性，也与 IEEE P3536 空间系统网络安全设计标准保持一致，确保韧性并防止任务失败。
引用
@article{arxiv.2508.16761,
title = {Securing Heterogeneous Network (HetNet) Communications for Wildfire Management: Mitigating the Effects of Adversarial and Environmental Threats},
author = {Nesrine Benchoubane and Olfa Ben Yahia and William Ferguson and Gurkan Gur and Sumit Chakravarty and Gregory Falco and Gunes Karabulut Kurt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.16761},
year = {2025}
}