LEO СПУТНИКТЕРІНЕ АРНАЛҒАН МИКРОПРОЦЕССОРЛЫҚ ИНТЕЛЛЕКТУАЛДЫ КИБЕРҚОРҒАНЫС ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ ЖЫЛДАМДЫҚТЫ ДЕРЕКТЕРДІ ШИФРЛАУ
DOI:
https://doi.org/10.56132/2791-3368-2026-3-67-134-147Кілт сөздер:
Ascon, LEO спутниктері, TinyML, адаптивті аутентификацияланған шифрлау, аномалияларды анықтау, жеңіл криптография, киберқорғанысАңдатпа
Жердің төменгі орбитасындағы (LEO) спутниктер ресурстардың шектеулерін ескере отырып, жоғары жылдамдықты шифрлауды және сенімді киберқауіпсіздік шешімдерін қамтамасыз ететін байланыс жүйелерін қажет етеді. Бұл мақалада TinyML нақты уақыт режиміндегі аномалияларды анықтау жүйесінің және Ascon-128 бейімделгіш аутентификацияланған шифрлаудың бірыңғай архитектурасы болып табылатын қауіпке бейімделгіш жеңіл борттық қауіпсіздік жүйесі деген жаңа шешім ұсынылады. Жеңіл борттық анықтау жүйесі қауіп деңгейін үздіксіз анықтайды және қауіпсіздіктің минималды деңгейін қамтамасыз ету үшін шифрлау раундтарының санын реттейді. Реттелетін Ascon-128 AEAD модулі, 221 TinyML детектор параметрлері және бейімделгіш тұйық циклді контроллері бар сынақ алаңы жасалып, сыналды. 200 МГц FPGA-да жұмыс істейтін сынақ алаңында ұсынылған шешім 0,997 AUC, 96,6% еске түсіру және 0,7% жалған оң нәтиже жиілігін көрсетті. Бейімделгіш модуль 1,28–3,20 Гбит/с өткізу қабілетіне қол жеткізді. Орбиталық миссияны модельдеу кезінде ұсынылған TALOS-LEO жүйесі өткізу қабілеттілігін 100,7%-ға арттырды, статикалық, жоғары қауіпсіздік конфигурациясымен салыстырғанда энергия тұтынуды 42%-ға азайтты және стандартты Ascon іске асыруын пайдаланатын дәстүрлі жүйеге қарағанда 20,4%-ға жоғары өткізу қабілеттілігіне қол жеткізді.
##plugins.themes.default.displayStats.downloads##
Әдебиеттер тізімі
1. Mahmood, N. T. (2025). Securing IoT Devices against Quantum Threats: Developing a Framework for Future-Proof Encryption. CyberSystem Journal, 2(2), 106-120. https://doi.org/10.57238/csj.2025.1019
2. Tang, H., Yu, N., Min, P., Guo, R., & Zhang, G. (2026). In-sensor-memory computing for post-Von Neumann intelligence: a perspective. Nano-micro letters, 18(1), 338. https://doi.org/10.1007/s40820-026-02191-y
3. Roper, James. "The rise of e-commerce: From dot to dominance." (2023): 1-304. https://doi.org/10.3828/liverpool/9781789620818.003.0003
4. Ryu, C., Lee, J. H., Kim, D. H., Lee, H. S., Kim, Y. S., Han, J. H., & Kim, J. N. (2024). A Comprehensive Survey of TPM for Defense Systems. KSII Transactions on Internet & Information Systems, 18(7), 1953. https://doi.org/10.3837/tiis.2024.07.012
5. Chandel, P. A Systematic Review of Cyber Security on Smart Energy Meter Analytics: Cyber Attacks, Applications, Methodologies, and Challenges. https://doi.org/10.4018/978-1-5225-5634-3.ch013
6. Nygård, A. R., & Katsikas, S. K. (2023). Leveraging Hardware Reverse Engineering to Improve the Cyber Security and Resilience of the Smart Grid. In SECRYPT (pp. 610-616). https://doi.org/10.5220/0012046000003555
7. Masood, T., Abdo, J., & Iqbal, A. (2025). Protection of Electrical Power Distribution Systems: Smart Grid, Microgrid, AI, and Cyber Security. John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/9781394327676
8. Hossain, M. R., & Bhardwaj, T. (2023). Deep Learning Aided Intrusion Detection for Smart Grid Cyber Security. In Artificial Intelligence in Cyber Security: Theories and Applications (pp. 99-112). Cham: Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-031-28581-3_10
9. Bakyt, M., La Spada, L., Moldamurat, K., Kadirbek, Z., & Yermekov, F. (2024, December). Review of Data Security Methods using Low-Earth Orbiters for High-Speed Encryption. In 2024 4th International Conference on Ubiquitous Computing and Intelligent Information Systems (ICUIS) (pp. 1366-1375). IEEE. https://doi.org/10.1109/icuis64676.2024.10867245
10. Zhang, C., Yu, H., Shi, S., Li, S., Shi, Y., Burger, E., ... & Lou, W. (2025, May). StarCast: a secure and spectrum-efficient group communication scheme for LEO satellite networks. In 2025 IEEE International Symposium on Dynamic Spectrum Access Networks (DySPAN) (pp. 1-10). IEEE. https://doi.org/10.1109/dyspan64764.2025.11115935
11. Zuo, P., Wei, J., Zhang, K., Liu, X., Guo, C., & Hu, R. (2023). An intelligent encryption decision method for autonomous domain of multilayer satellite network. Alexandria Engineering Journal, 81, 337-346. https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.08.072
12. Rashid, F. B., Rankothge, W., Sadeghi, S., Mohammadian, H., & Ghorbani, A. (2024). Privacy-Preserving for Images in Satellite Communications: A Comprehensive Review of Chaos-Based Encryption. arXiv preprint arXiv:2410.21177. https://doi.org/10.1016/j.cose.2024.104156
13. Xia, M., Hu, S., Luo, H., Yan, T., & Shi, Y. (2022). Data naming mechanism of LEO satellite mega-constellations for the Internet of Things. Applied Sciences, 12(14), 7083. https://doi.org/10.3390/app12147083
14. Coppola, D., Mumtaz, A., Camurati, G., Sathaye, H., Singh, M., & Capkun, S. (2025). {LEO-Range}: Physical Layer Design for Secure Ranging with Low Earth Orbiting Satellites. In 34th USENIX Security Symposium (USENIX Security 25) (pp. 7059-7075). https://doi.org/10.14722/ndss.2022.23151
15. Yue, P., An, J., Zhang, J., Ye, J., Pan, G., Wang, S., ... & Hanzo, L. (2023). Low earth orbit satellite security and reliability: Issues, solutions, and the road ahead. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 25(3), 1604-1652. https://doi.org/10.1109/comst.2023.3296160
