短波通信网络及加密技术探究

摘 要：短波通信网具有无中心自组织、无线传输带宽有限、分布式控制等特征，同时节点本身具有局限性，体现在无线节点的存储、计算以及通信能力上。我们需要将短波通信的认证、加密、密钥管理以及访问控制等安全措施考虑在内。 本论文在密码学的理论基础上，针对短波通信的結构特点及应用需求，对短波通信加密技术进行了研究和实现。

关键词：短波；加密；通信

1 短波通信的发展现状

短波通信就是指不建立中继站通过天波的电离层反射来实现的远距离通信，并且在一定的频率范围内实现的高频通信。短波通信正是由于电离层的不可摧毁性才成为了军事指挥的重要手段之一。由于短波通信在军事通信上的不可替代性，从20世纪80年代初，短波通信进入了复兴和发展的新时期。随着技术的进步，许多的国家改进设备，改进系统来加速对短波的研究。对于短波通信的一些缺点，我们已经找到了一些克服和改进的办法。稳定性、可靠性、通信质量和通信速率是短波通信的一些特性，在这些方面，世界各国都在积极研究发展，已经达到了一个新的水平，需要其他领域进一步的拓展。

2 短波通信的优缺点

1.优点：

①.一旦发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击.在各种通信方式中，短波所具有的优势就是不受网络枢钮和有源中继体制的制约。

②.在超短波覆盖不到的地方，比如山区、戈壁、海洋等地区，主要依靠短波实现通信；

③短波通信具有卫星通信所不具备的有点，比如不用支付话费，运行成本低.

2.缺点：

①.可供使用的频段窄，通信容量小

国际规定每个短波电台占用3.7KHZ的频段宽度，而整个波段的频带宽度才28.5MHZ，为了避免相互间的干扰，全球只有7700多个可用短波信道，每个信道3.7KHZ的现有带宽大幅制约了提高信道容量和数据传输速率.

②.信道差

地波是短波传播的基本途径之一，短波的地波信号可以沿海面传播1000公里左右，由于海水介质的电导特性，海面介质成为了船舶的最佳方式。然而陆地表面介质电导特性差且对电波衰耗大，电波的衰耗程度对不同的陆地表面介质而不同.

短波信号沿地面最多只能传播几十公里.与天波传播不同，地波传播不需要经常的改变工作频率，但要将障碍物的阻挡考虑在内。电离层会产生变化，在高度和密度方面可能会受昼夜、季节、气候等因素的影响，产生一些不良的后果，比如噪声较大等。

短波的主要传播途径是天波。天波是不稳定的传播，其原理见到那来说就是电离层和地面将信号来回反射的过程。这个短波信号通过天线发出的，并且不受地面障碍物阻挡，传播距离也不受限制。但天波在传播过程中，也会产生一些影响通信效果的因素，后果就是造成信号的弱化和畸变等等。

③.大气和工业无线电噪声干扰严重

工业电磁辐射的无线电噪声干扰在短波频段的平均强度很高，此外，大气无线电噪声和无线电台间的干扰，尤其是脉冲型突发噪声，使短波通信的质量深受影响，常会使数据传输发生严重错误，影响通信质量.

3 短波语音传输加密

在我国，短波语音通信的主要设备就是对讲机。我们要实现加密技术的最终目的就是为了在语音信道中传输加密信号，这种信号不被第三方所知。即使采用同一技术的通信设备，也不会被通信设备的双方在通信过程中容纳以合法身份进入。总的来说，我们要实现的短波语音传输加密技术要以实用性、保密性、安全性、可靠性和先进性作为其研究的主题。

我们所要实现的短波语音加密技术采用软硬件并重的方式，在硬件上，采用我们自行研究开发的保密电子线路。软件上，采用自行设计开发的融入了加密算法和密钥管理的计算机汇编程序，可以不定期的对软硬件进行更新换代，这样实现的目的有其十分明显的优点，即使有人从硬件上了解了加密的基本思路，但是软件仍然有一层保障，因为对硬件信号的加脱密控制都是由软件来实现的，这样就可以防止其接触到具体的加密技术方案。

硬件加密线路主要采用DSP处理器芯片、加密算法芯片和语音加脱密芯片来实。在硬件上不仅要实现加脱密处理的功能，同时为了防止原有的语音信号失真，在整个加脱密线路中增添了许多滤波、整流、功率放大和噪声干扰的功能模块。

软件实现主要从身份认证、加密和脱密、密钥管理等来实现的。其中，在机密中，通信双方身份互相确认后，要传送的一方把语音信号模/数转换后利用核心加密算法做加密处理。接收的一方把线路中传输的普通语音信号中的模/数转化后做脱密处理，并且用于加密的密钥和脱密的密钥不能相通。

4 短波通信系统网络向第三代全自适应网络方向发展

在通信技术飞速发展的今天，短波通信必须与网络互通，与系统兼容来实现其自身的发展。短波通信也要建立一个完善的系统，保证其高效、可靠并且抗干扰性强等。我们要改变传统的短波通信方式带来的缺点，它在如何实时选频以及频率复用等问题还需要进一步的探究。

军事通信领域是国家的重点保护领域，世界发达国家没有停止过对短波通信技术的研究。短波通信领域仍然不断取得重大技术突破，推动着短波通信技术的发展。现如今，我们进入了信息时代，更要拓展短波通信领域来发展我国通信。

基于以上我们对短波通讯的阐述，更加确定了短波通讯在现代中的地位。我们所论及的信息安全技术，一直是世界各国政府高度重视其研究和应用的高科技领域，随着世界科技的蓬勃发展，不易破译的信息安全技术正是社会的广泛需求。

参考文献

[1] 王炳锡.变速率语音编码[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004

[2] 姚天任.数字语音编码[M].北京：电子工业出版社，2001

[3] 胡中豫.现代短波通信[M].北京：国防工业出版社，2005