一种端到端卫星通信数据高速加密方法与流程

本发明涉及数据传输，具体涉及一种端到端卫星通信数据高速加密方法。

背景技术：

1、数据从地面用户终端发送到卫星的接收端，再从卫星的发送端发送到地面接收端的过程即为端到端的卫星通信数据过程；在卫星数据进行传输的过程中，为了保证数据的安全性，需要对数据进行加密。传统方法利用aes加密算法对数据进行固定轮次的加密，但是由于不同时间段内地面用户终端采集的数据会因采集环境的影响而存在不同的变化情况，所以不同时间段内数据涵盖信息量也会不同，不同时间段内数据的最佳加密轮次也会不同；而通过传统方法对所有时间段内的数据进行固定轮次的加密，增加数据加密的成本，从而降低数据传输效率。

技术实现思路

1、本发明提供一种端到端卫星通信数据高速加密方法，以解决现有的问题：不同时间内数据涵盖信息量不同，对应的最佳加密轮次不同，传统aes加密算法对数据进行固定轮次的加密，增加数据加密的成本，降低数据传输效率。

2、本发明的一种端到端卫星通信数据高速加密方法采用如下技术方案：

3、包括以下步骤：

4、采集若干参考温度通信数据序列，所述参考温度通信数据序列包含多个参考温度通信数据；

5、对参考温度通信数据序列进行数量划分得到若干参考温度通信数据段；根据参考温度通信数据段内参考温度通信数据之间的数值差异，得到每个参考温度通信数据的局部偏离程度；根据不同参考温度通信数据段之间相同位置的参考温度通信数据之间的数值差异，得到每个参考温度通信数据的局部偏离因子；根据局部偏离程度以及局部偏离因子得到每个参考温度通信数据的局部加权偏移程度，所述局部加权偏移程度用于描述参考温度通信数据属于异常参考温度通信数据的概率；根据局部加权偏移程度从参考温度通信数据序列筛选出若干正常参考温度通信数据；

6、对正常参考温度通信数据进行聚类得到若干聚类簇；根据聚类簇与参考温度通信数据序列之间所包含的正常参考温度通信数据的数量占比差异得到若干局部信息丰富程度；根据局部信息丰富程度内所含信息量大小的程度得到每个参考温度通信数据序列的最优加密轮次；根据最优加密轮次对参考温度通信数据序列进行加密传输。

7、优选的，所述对参考温度通信数据序列进行数量划分得到若干参考温度通信数据段，包括的具体方法为：

8、预设一个参考温度通信数据数量t1；对于任意一个参考温度通信数据序列，将参考温度通信数据序列中第一个参考温度通信数据作为起点，每t1个参考温度通信数据所构成的数据段作为一个参考温度通信数据段。

9、优选的，所述根据参考温度通信数据段内参考温度通信数据之间的数值差异，得到每个参考温度通信数据的局部偏离程度，包括的具体方法为：

10、

11、式中，表示任意一个参考温度通信数据序列内任意一个参考温度通信数据段中任意一个参考温度通信数据的初始局部偏离程度；表示参考温度通信数据；表示参考温度通信数据段中所有参考温度通信数据的均值；表示参考温度通信数据段中所有参考温度通信数据的标准差；表示预设的超参数；表示取绝对值；获取参考温度通信数据段中所有参考温度通信数据的初始局部偏离程度，将所有初始局部偏离程度进行线性归一化，将归一化后的每个初始局部偏离程度记为局部偏离程度。

12、优选的，所述根据不同参考温度通信数据段之间相同位置的参考温度通信数据之间的数值差异，得到每个参考温度通信数据的局部偏离因子，包括的具体方法为：

13、

14、式中，表示任意一个参考温度通信数据序列内第个参考温度通信数据段中第个参考温度通信数据的初始局部偏离因子；表示参考温度通信数据序列内第个参考温度通信数据段中第个参考温度通信数据；表示参考温度通信数据序列内所有参考温度通信数据段中第个参考温度通信数据的均值；表示参考温度通信数据序列内所有参考温度通信数据段的数量；表示取绝对值；获取参考温度通信数据序列内所有参考温度通信数据段中所有参考温度通信数据的初始局部偏离因子，将所有初始局部偏离因子进行线性归一化，将归一化后的每个初始局部偏离因子记为局部偏离因子。

15、优选的，所述根据局部偏离程度以及局部偏离因子得到每个参考温度通信数据的局部加权偏移程度，包括的具体方法为：

16、

17、式中，表示任意一个参考温度通信数据序列内任意一个参考温度通信数据段中任意一个参考温度通信数据的初始局部加权偏移程度；表示参考温度通信数据的局部偏离程度；表示参考温度通信数据的局部偏离因子；表示参考温度通信数据段中所有参考温度通信数据的标准差；表示参考温度通信数据的所有对比温度通信数据的标准差；获取参考温度通信数据序列内所有参考温度通信数据段中所有参考温度通信数据的初始局部加权偏移程度，对所有初始局部加权偏移程度进行线性归一化，将归一化后的初始局部加权偏移程度记为局部加权偏移程度。

18、优选的，所述根据局部加权偏移程度从参考温度通信数据序列筛选出若干正常参考温度通信数据，包括的具体方法为：

19、预设一个局部加权偏移程度阈值t2；对于任意一个参考温度通信数据序列，在参考温度通信数据序列中，将局部加权偏移程度小于t2的参考温度通信数据记为正常参考温度通信数据。

20、优选的，所述对正常参考温度通信数据进行聚类得到若干聚类簇，包括的具体方法为：

21、对于任意一个参考温度通信数据序列，利用isodata聚类算法对参考温度通信数据序列中所有正常参考温度通信数据进行聚类得到若干聚类簇。

22、优选的，所述根据聚类簇与参考温度通信数据序列之间所包含的正常参考温度通信数据的数量占比差异得到若干局部信息丰富程度，包括的具体方法为：

23、对于任意一个聚类簇，将聚类簇中所有正常参考温度通信数据的数量记为聚类数据量，将参考温度通信数据序列中所有参考温度通信数据的数量记为整体数据量，将聚类数据量与整体数据量的比值作为参考温度通信数据序列的局部信息丰富程度。

24、优选的，所述根据局部信息丰富程度内所含信息量大小的程度得到每个参考温度通信数据序列的最优加密轮次，包括的具体方法为：

25、获取所有参考温度通信数据序列的局部信息丰富程度的信息熵，将所有信息熵进行线性归一化，归一化后的每个信息熵记为序列信息量；

26、

27、式中，表示任意一个参考温度通信数据序列的最优加密轮次；表示预设的超参数；表示参考温度通信数据序列的局部信息丰富程度的序列信息量；表示向上取整。

28、优选的，所述根据最优加密轮次对参考温度通信数据序列进行加密传输，包括的具体方法为：

29、对于任意一个参考温度通信数据序列，将参考温度通信数据序列的最优加密轮次作为加密轮次，根据加密轮次对参考温度通信数据序列中所有正常参考温度通信数据进行aes加密得到若干密文数据以及对应的密钥；对密文数据以及对应的密钥传输到卫星的接收端，再从卫星的发送端传输到地面接收端。

30、本发明的技术方案的有益效果是：根据参考温度通信数据序列得到参考温度通信数据的局部偏离程度以及局部偏离因子，根据局部偏离程度以及局部偏离因子得到局部加权偏移程度，根据局部加权偏移程度得到正常参考通信数据，对正常参考温度通信数据进行聚类得到聚类簇，根据聚类簇以及正常参考通信数据得到局部信息丰富程度，根据局部信息丰富程度得到最优加密轮次，根据最优加密轮次对参考温度通信数据序列进行加密传输；本发明的局部加权偏移程度反映了参考温度通信数据属于异常参考温度通信数据的概率，局部信息丰富程度反映了聚类簇相对应整体参考温度通信数据序列之间包含信息量的差异；降低了数据加密的成本，提高了数据传输效率。