StarCast：面向 LEO 卫星网络的安全且频谱高效的群组通信方案
网络与互联网体系结构
2025-09-03 v2
摘要
低轨道（LEO）卫星网络是提供 ubiquitous 连接的基石基础设施，尤其在缺乏陆地基础设施的地区。随着 Direct-to-Cell（DTC）卫星的出现，这些网络能够为移动电话和物联网设备提供直接接入，无需依赖陆地基站，导致服务卫星对大规模连接需求的激增。为解决此问题，群组通信范式一种有效方法，可同时向多个用户递送内容，从而优化带宽复用。尽管已对提高群组通信性能进行了大量研究，但在不损害其固有频谱效率的前提下保障通信安全仍是一个关键挑战。为此，我们引入 StarCast，一种面向 LEO 卫星网络的安全群组加密方案。我们的解决方案利用 ciphertext-policy attribute-based encryption（CP-ABE）通过在密文中嵌入访问策略来实现细粒度访问控制。不同于需要专用 per-user 信道且显著耗尽卫星有限频谱资源的标准安全通信方法，StarCast 在用户群组内部维持高效的频谱复用，同时确保只有获授权的用户才能访问传输数据。此外，它显著降低了传统加密方案中昂贵的密钥管理开销。
引用
@article{arxiv.2502.07901,
title = {StarCast: A Secure and Spectrum-Efficient Group Communication Scheme for LEO Satellite Networks},
author = {Chaoyu Zhang and Hexuan Yu and Shanghao Shi and Shaoyu Li and Yi Shi and Eric Burger and Y. Thomas Hou and Wenjing Lou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07901},
year = {2025}
}