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标题: 中国卫星信号编码程序被一留美的中国留学生破解 [打印本页]

作者: misusanso 时间: 2010-10-20 14:15 标题: 中国卫星信号编码程序被一留美的中国留学生破解

本帖最后由 misusanso 于 2010-10-20 14:18 编辑

消息来源：青年参考
斯坦福清华MM破解中国北斗编码造成何种后果？

　　青年参考/ 今年3～4月份的美国《Inside GNSS》杂志，披露了美国斯坦福大学研究人员成功破解我国“北斗”导航卫星信号编码程序的情况。

因其中一研究人员为中国留学生，这一消息传回国内后，一度在网上传得沸沸扬扬。人们还发现，同样是这个研究团队，曾在2006年成功破解了欧洲“伽利略”导航卫星的信号编码。有读者致信本报，希望了解卫星的信号编码如被破解，会造成何种后果。本报现试作解读，仅供参考。

　　“北斗”系统功能丰富

　　卫星导航定位技术是指利用一组导航卫星，对地面、海洋和空间用户进行精确定位。它具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点，已成为应用广泛的导航定位技术。为了不受制于人，从2000年10月到2003年5月，我国先后发射了3颗同类卫星，建成“北斗一号”双星导航(另一颗为备用星)定位系统，成为世界上第3个拥有自主卫星导航系统的国家。

　　“北斗”卫星定位系统的主要任务，是在我国及周边部分地区，为中低动态及静态用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务。其基本原理是3球交汇测量：利用两颗位置已知的地球同步轨道卫星为两球心，两球心至用户的距离为半径作两球面；另一球面是以地心为球心，以用户所在点至地心的距离为半径的球面，3个球面的交会点即为用户位置。

　　当“北斗”用户提出申请或按预定间隔时间进行定位时，不仅用户能知道自己所在位置，调度指挥或其他有关单位也可掌握用户所在位置。目前，该系统可在中国及周边地区为单兵、车辆、舰船和直升机等提供精度为20～100米的定位服务，一次可传送多达120个汉字的信息。所以，它特别适用于需要导航与移动数据通信相结合的场合，如交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等。

　　怎样破解卫星导航编码

　　世界上现有4种卫星导航定位系统，分别是美国GPS，欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”、中国的“北斗一号”。美国的GPS因为服役早、覆盖范围广、使用简便，占市场份额最大。其他3种导航系统都在扩容中，有进一步发展成为世界性卫星导航系统的潜力。

　　据了解，继破解欧洲“伽利略”卫星导航系统信号之后，斯坦福大学的研究人员又截获了“北斗”卫星信号中的伪随机数(PRN)代码，将其调制后得出连续波信号，再对多个周期的信号作累加平均，把信号增强并削弱杂讯，就可以解析伪随机码的周期和结构，继而推导出其生成公式。如果将这些代码和提取代码的方法公布，就意味着任何配备导航设备的人掌握了破译出来的伪随机数代码，就可以无偿使用“北斗”的服务了。

　　可了解别国军事部署

　　中国自力更生建设的“北斗”导航卫星的实战意义，在去年的汶川大地震中得到集中体现。在通信中断的情况下，救灾部队携带的“北斗”系统发回各种灾情和救援信息，为指挥和协调救灾发挥了巨大作用。

　　我国目前使用较广泛的“北斗一号”导航卫星系统，是以满足民用服务为主，兼具部分军事用途，如：部队调动位置定位；作战平台的定位导航；人员搜救、水上排雷定位等。随着我军信息化建设的快速发展和高技术武器的不断服役，对卫星导航定位的信息支持要求也越来越高。

　　从理论上讲，美国成功破解他国编码程序后，就可以通过先进的电子拦截设备捕捉其导航信号，以分析外军部队调动或者武器装备的具体位置，进而通过GPS确认这些数据参数，也能在需要时对导航信号进行干扰。在最坏的情况下，破解别国的卫星导航定位编码后，美国军队指挥官将和外军指挥官一样，对外军的军事部署和装备位置信息了如指掌。这对别国未来的军事行动显然有很大影响。

　　正是出于安燃虑，我国目前正在加速建设第二代“北斗”系统，其覆盖范围与美国GPS大体相当，可为全球用户提供导航定位服务，而且将采用更先进且难以破解的新型编码，应可有效降低信号被别国破解的风险。

　　　　解滨博客/这几天中文网络上爆传一则消息：清华女高醒心破解北斗系统信号，拱手送给美国。这则消息的主角是清华大学硕士毕业生，她在美国斯坦福大学读博期间破解了欧洲伽利略卫星导航系统的密码，后又破解了中国北斗导航系统的密码。这件事从学术和科研的角度来看确实很令人震惊。虽然破解密码的事情每年都有报道，但由中国人做出的这一类突破却并不多见。从实践的角度来看，这将会推动各国的导航系统发展出更好的保密算法和技术。高醒心博士这项研究的意义就在于此。

beidou, zuozhe.jpg

　　高醒心博士解开的是北斗M1民码构造的E2，E5/b和E6，通过解开这个构造证明北斗M1的应用码构造为特性很好的伪随机M序列，是优选对数目少，并不便于在码分多址系统中应用的Gold码。伪随机码是目前所有利用卫星定位系统实现导航定位的基础，所有的卫星导航系统地面接收机都必须知道如何生成某颗卫星信号中伪随机码才能实现信号的捕获、跟踪、以及后续的定位解算。一般来说卫星广播的躬的民用信号的伪随机码都是面对公众开放的，所以无所谓截获之说。高醒心博士对我国北斗信号所做的分析完全是正常的学术研究，而且躬发布的论文也仅仅限于民用信号，所以无所谓“我军的北斗的伪随机码被美国截获”之说，我国的国防安全也丝毫不会因此受影响。在北斗系统的信号完全稳定以后，北斗的伪随机码格式也一定会公诸于众，不然用户无法使用它。高醒心博士不过是提前破解出了B1的码发生器。但这东西本来也是要公布的，只是中国军方现在捂着不让公布而已。

密码学中一个大忌就是使用算法的神秘性来保护机密。一个算法无论多优秀都有被识破的可能。所以现代密码学大都将新算法公布，让全世界的数学家来寻找解法。找不到解法的就被大家接受。保守机密要靠密匙的强大而不是靠算法的神秘性。每年的RSA会议，黑帽（Black Hat）会议，和国际密码大会上都有新的破解被报道出来。但卫星导航系统的码包强固程度必须考虑地面一般用户终端的承受程度，不能采用许多流行的加密技术，所以不论伽利略还是北斗民码构造的码包都不是非常强大的，甚至要依赖神秘的算法来保密，这种算法被破解也是正常的。

我们最先使用的无线上网技术（WIFI）中的中的WEP早就被破解了。所以后来发展了WPA加密技术。现在又要普及WPA2。十年前3DES是很流行的加密技术。现在是AES。密码界更新换代可以说比国内的贪官换小蜜还勤。当然，贪官换小蜜被说出去了会让人不齿。但在密码行业中，无论谁最先破解密码，都会赢得同行的尊敬。中国现代密码行业中最早引起国际重视的是山东大学的王小云教授。几年前她的一项研究成果使美国政府和民间普遍使用的MD5和SHA-1密码算法轰然倒塌，迫使美国和全世界都升级使用新的算法。当王小云的研究成果在美国加州圣芭芭拉召开的国际密码大会上正式公布时，全世界的同行都对她表示钦佩。高醒心博士的成果，同样应该受到同胞们的钦佩。

　　

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作者: nicefallhii 时间: 2010-10-20 14:56

唉，可惜国家留不住他们

作者: misusanso 时间: 2010-10-20 19:09

美国将破解的东西向世界公开包扩中国，这行为本身对中国就是一个善意的表示，如果今后两国能够相互尊重对方，以人类的和平生存为重的话，就能渐少军事冲突，让世界人民生活在一个和平环境，直至地球毁灭，人类移送到其他星球。

作者: winchir 时间: 2010-10-21 00:39

说实在，有点寒心啊！！！如果继续这样，那么是不是有那么一天，有那么一个中国人来帮助其他国家研制武器或神马的来对付中国呢

作者: misusanso 时间: 2010-10-21 04:01

4# winchir

从这件事可以看出中国与美国在科学领域存在的差距，日本许多诺贝尔获奖者要么移居美国，要么与美国合作者合作，同样存在着这个问题。

作者: 文火慢炖 时间: 2010-11-15 05:36

无语，这算什么？

理解出去的人，国内的科研环境，据海龟们说，实在*&￥#@￥#@*……

作者: 风潇雨诗 时间: 2010-11-17 00:41

高醒心只是留学，她脱离中国国籍了么？
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从实践的角度来看，这将会推动各国的导航系统发展出更好的保密算法和技术。。。。。。
这不是好事么？
清华女高醒心破解北斗系统信号，拱手送给美国。。。。送给美国。。。是什么意思？

作者: 草草1234 时间: 2011-1-28 05:11

美国将破解的东西向世界公开包扩中国，这行为本身对中国就是一个善意的表示，如果今后两国能够相互尊重对方，以人类的和平生存为重的话，就能渐少军事冲突，让世界人民生活在一个和平环境，直至地球毁灭，人类移送到 ...
misusanso 发表于 2010-10-20 18:09

你是从哪里解读出了他的善意？不可思议。即使中美两国没冲突，不代表别的国家没冲突，事实上最近的对别国发动大型军事行动推翻别国政府的不正是善意的美国人吗？好天真……

作者: ^lulu^ 时间: 2011-5-22 06:13

密码学或者说加密算法就是不断破解已有密码同时建立新的密码体系的学科。

破解密码才是发明新密码的动力。

作者: diany 时间: 2011-5-25 08:11

在北斗系统的信号完全稳定以后，北斗的伪随机码格式也一定会公诸于众，不然用户无法使用它。
密码学中一个大忌就是使用算法的神秘性来保护机密。一个算法无论多优秀都有被识破的可能。
有一段时间对密码很感兴趣，只是以本人的脑容量实在理解不了~~叹息~~

作者: 鱼在水里哭 时间: 2011-6-4 05:10

怎么就给美国了呢？

作者: 阿树 时间: 2011-6-4 06:09

米国啥时候善意看待zG鸟？明明一直都很忌惮和防备ZG。
你留学就算了，破解是你的本事，但是送给米国是啥意思？卖国？看着我火大

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