敏捷加密术允许加密核心的资源有效交换,以防基础经典加密算法的安全性受到损害。相反,多功能密码学允许用户切换加密任务,而无需对其内部工作有任何了解。在本文中,我们建议如何通过明确演示两个量子加密协议,量子数字签名(QDS)和量子秘密共享(QSS),在同一硬件发送者和接收机平台上应用这些相关原理。至关重要的是,协议仅在其经典后处理方面有所不同。该系统也适用于量子密钥分布(QKD),并且与已部署的电信基础架构高度兼容,因为它使用标准正交相位偏移键编码和杂化检测。首次修改了QDS协议以允许在接收方进行后选择,从而增强协议性能。加密原语QD和QSS本质上是多方的,我们证明它们不仅是在任务内部的播放器不诚实的情况下,而且还允许(外部)窃听量子通道时的安全。在我们的第一次原则证明中,敏捷和多功能量子通信系统时,量子状态以GHz速率分布。在2公里的光纤链接上,可以使用我们的QDS协议在不到0.05毫秒的情况下牢固地签署1位消息,并且在20公里的光纤链接上不到0.2 s。据我们所知,这也标志着连续变量直接QSS协议的首次演示。
PAN2416AV 是一款基于 OTP 的 12 位 AD 型 2.4GHz 收发器 SOC。它设计用于工作在 2.400~2.483GHz 全球 ISM 频段,集成射频(RF)发射器和接收器、频率合成器、晶体振荡器、基带 GFSK 调制解调器、低功耗 MCU 等,支持一对多网络和带 ACK 的通信。TX 功率、频道和数据速率可通过 SPI 设置。用户通过 MCU 的 I/O 端口向芯片发出指令,芯片自动进行收发配置进行通信,并根据应答信息自动判断数据发送/接收是否成功、重新发送、数据包丢失、继续发送和等待等操作。TX 功率、频道和数据速率可设置。PAN2416AV 需要的外围器件很少,支持单层/双层印刷电路板方案。主要特点 1、低功耗 输出功率 2dBm 时 19mA TX ; 空中速率 2Mbps 时 15mA RX ; 掉电时 2uA。 2、低成本 BOM 外部元件少,5 个电容、1 个晶振 支持双层或单层 PCB 设计,可使用印刷电路板微带天线或导线天线。 通过配置芯片内部部分链路层的通信协议的少量参数寄存器即可简单易用。 3、高性能 -91/-87/-83dBm@250K/1M/2M bps;可编程输出功率最高达 8dBm;接收机选择性更好,邻频抑制度高。 4、集成 MCU 模块 OTP : 4K×16Bit ; RAM : 176×8Bit ;MCU 内嵌看门狗定时器、LVR 模块、ADC、PWM 等。
3.8 通信接口................................................................................................................................................47 3.8.1 UART...............................................................................................................................................48 3.8.2 I2C 接口...............................................................................................................................................49 3.8.3 SPI 接口.......................................................................................................................................52 3.8.4 USB 接口.......................................................................................................................................53 3.9 预定义 PIO.........................................................................................................................................................54 3.9.1 D_SEL.........................................................................................................................................................54 3.9.2 RESET_N.............................................................................................................................................54 3.9.3 SAFEBOOT_N.........................................................................................................................................54 3.9.4 TIMEPULSE...................................................................................................................................55 3.9.5 TX_READY.....................................................................................................................................55 3.9.6 EXTINT................................................................................................................................................55 3.9.7 GEOFENCE_STAT 接口....................................................................................................56 3.9.8 RTK_STAT 接口...................................................................................................................56 3.10 天线监控器.........................................................................................................................................56 3.10.1 天线电压控制 - ANT_OFF.........................................................................................................57 3.10.2 天线短路检测 - ANT_SHORT_N.........................................................................................57 3.10.3 天线短路检测自动恢复.........................................................................................................58 3.10.4 天线开路检测 - ANT_DETECT.........................................................................................58 3.11 多 GNSS 辅助 (MGA).........................................................................................................................59 3.11.1 授权...........................................................................................................................................59 3.11.2 在断电期间保存 MGA 和运行数据...............................................................................59 3.12 时钟和时间.........................................................................................................................................60 3.12.1 接收机本地时间....................................................................................................................60 3.12.2 导航历元.................................................................................................................................60 3.12.3 iTOW 时间戳.......................................................................................................................61 3.12.4 GNSS 时间....................................................................................................................................61 3.12.5 时间有效性....................................................................................................................................61 3.12.6 UTC 表示法.....................................................................................................................62 3.12.7 闰秒....................................................................................................................................62 3.12.8 实时时钟....................................................................................................................................63 3.12.9 日期.....................................................................................................................................63 3.13 计时功能................................................................................................................................64 3.13.1 时间脉冲....................................................................................................................................64 3.13.2 时间标记....................................................................................................................................67 3.14 安全性.........................................................................................................................................................68 3.14.1 欺骗检测与监控.........................................................................................................................69 3.14.2 干扰和干扰检测与监控.........................................................................................................69 3.14.3 欺骗和干扰指示.........................................................................................................................69 3.14.4 GNSS 接收器安全性.........................................................................................................................69 3.14.5 Galileo 开放服务导航消息认证 (OSNMA)......................................................................70 3.15 u-blox 协议功能描述.........................................................................................................................74 3.15.1 广播导航数据................................................................................................................ 74 3.16 强制重置接收器............................................................................................................................... 82 3.17 固件上传.................................................................................................................................... 82 3.18 频谱分析仪................................................................................................................................. 83 3.19 生产测试....................................................................................................................................... 84 3.19.1 连接灵敏度测试.................................................................................................................... 84 3.19.2 集成设备的通过/不通过测试.................................................................................................... 85
量子密钥分发 (QKD) 是基于物理学基本定律分发秘密比特的技术,它能够实现信息论安全通信,而不受潜在窃听者无限计算能力的影响 1 。在过去的三十年中,QKD 引起了广泛关注,并且已经发展成熟,可以在光纤网络上进行实际部署 2、3 。然而,信道损耗阻碍了 QKD 的广泛应用,从而限制了密钥速率和 QKD 范围的提高 4 – 7 。在 QKD 系统中,作为量子密钥载体的光子是在单光子级别准备的,大部分会被传输信道散射和吸收。然而,它们无法被放大,因此接收方检测到它们的概率非常低。对于从发射机到接收机的直接光纤链路,密钥速率随着传输距离的增加呈指数下降,并且不能超过基本速率-距离极限 O(η),其中 η 表示链路的透射率 8、9。双场 (TF) QKD 建立了一个有前途的速率-距离关系 O(√η),从而无需量子中继器即可克服这一限制,并且即使在长距离上也能实现相当大的密钥速率 10。人们做出了巨大努力来发展其理论 11 – 28 并通过实验展示其独特的优势 29 – 39。参考文献 11 和 12 首先证明了 TF-QKD 的普遍安全性,然后基于参考文献 11 在 502 公里超低损耗 (ULL) 光纤上实现了实验 33。通过消除代码模式中的全局相位随机化和相位后选择,提出了另一种称为无相位后选择 (NPP) TF-QKD 的变体 14 – 16,并在多个实验 30、32、35 中进行了演示。由于代码模式中的所有检测事件都用于密钥生成,因此 NPP TF-QKD 可以实现相对较高的密钥速率,例如,在 300 公里光纤上实现 2 kbps 的渐近密钥速率 30。同时,
主席先生、排名成员里德以及委员会成员,感谢你们今天给我这个机会与国防部的杰出同事一起作证。我今天以普通公民的身份作证,我所表达的观点不代表任何政府机构或私人公司。我的证词基于公开信息。我的观点代表了我的担忧以及 GPS 民用用户群体的担忧。虽然我的简历已提供给委员会,但我想指出的是,我参与无线电导航运营和政策已有 50 多年了。四十五年前,越南战争结束时,我是泰国南邦 LORAN C 发射站的指挥官。十年前,作为海岸警卫队司令,我亲自启动了关闭美国境内最后一条 LORAN C 链的开关。我的小组成员就联邦通信委员会 (FCC) 的命令和授权 (OA) 提交了统一的证词,该命令和授权允许 Ligado Networks LLC“部署低功率地面全国网络……”,以及对国防部和国家安全的相关影响。我赞同他们的证词和建议。我今天在这里的目的是代表数亿 GPS 和全球导航卫星系统 (GNSS) 民用用户,就委员会对国家安全的担忧发表讲话。它以更广泛的国家安全概念为前提,延伸到国家权力的所有要素。GNSS 和 GPS 的普及使得定位、导航和授时 (PNT) 服务的提供对国家的经济福祉和国土安全至关重要。然而,与我们的军队不同,军队能够通过加密和其他工具降低风险,而民用用户是一个单独的用户群体,接收机多样性更大,降低风险的选项更少。政府中唯一一个从金融交易的时间安排到发电、电信同步、高精度农业、智能交通系统以及空中导航和空域管理,GPS 已成为国家“公共福利”和“共同防御”的关键。正如 NTIA 在 2019 年 12 月 6 日致 FCC 的一封信中所述,“全球定位系统 (GPS) 的准确性和普遍可用性对国家经济、国家安全和持续的技术领先地位至关重要。”信中进一步指出,“美国国家标准与技术研究所 (NIST) 赞助的一项最新研究估计,截至 2017 年,私营部门使用 GPS 的经济效益在 9030 亿美元至 1.8 万亿美元之间。”该专家组明确指出,军事系统面临的风险也由民用 GPS 用户承担。
第一周:RFIC 和通信电子简介,(RF 微电子学书籍和高频集成电路书籍的第 2 章) 第二周:器件建模(MOS 和 BJT RF 器件模型、晶体管操作、晶体管截止频率),(高频集成电路书籍的第 4 章) 第三周:器件建模、无源元件(电感器、电容、电阻性能和 RF 模型,(高频集成电路书籍的第 4 章和 RF 微电子学书籍的第 7 章) 其他一些参考文献: “MOS 晶体管的操作和建模”Yannis Tsividis、Mc-Graw Hill “用于 RFIC 设计的 MOS 晶体管建模”,Enz 等,IEEE Transaction on Solid- State Circuits,第 35 卷,2000 年 第 4 周:匹配网络的阻抗匹配和品质因数, 第五周:放大器的匹配网络、L 匹配、Pi 匹配、分布式放大器、反馈网络第六周 低噪声放大器(LNA)设计,(《射频微电子学》一书的第 5 章和《高频集成电路》一书的第 7 章) 第 7 周:带 CS、CG 级、具有电感衰减的 LNA,(《射频微电子学》一书的第 5 章和《高频集成电路》一书的第 7 章) 第 8 周:电路噪声分析(热噪声/闪烁噪声)噪声系数 第 9 周:线性和非线性(IM3- IM2)1dB 压缩、互调失真、截取点、交叉调制。期中考试 I 第 10 周:混频器和频率转换(混频器噪声)、无源转换、有源转换、I/Q 调制 PPF,(《高频集成电路》一书的第 9 章、《射频微电子学》一书的第 6 章) 第 11 周:不同的发射器/接收器架构。外差、同差、镜像抑制比 第 12 周:VCO 和振荡器:VCO 基础和基本原理、振荡器的反馈视图、交叉耦合振荡器(《高频集成电路》一书第 10 章、《射频微电子学》一书第 8 章)。 第 13 周:具有宽调谐范围和变容二极管 Q 值限制的压控振荡器、相位噪声概念和分析、低噪声 VCO 拓扑(《高频集成电路》一书第 10 章、《射频微电子学》一书第 8 章) 期中考试 II 第 14 周:用于 SNR、BER、EVM 和不同调制的收发器架构(《高频集成电路》一书第 10 章、《射频微电子学》一书第 8 章) 第 15 周:具有不同通信调制/解调的收发器架构和设计示例、注意事项/讲座 29 30 /发射机和接收机的一般考虑
ARAIM 小组的起源和目标 2004 年签署的美国-欧盟 GPS-伽利略合作协议为美国和欧盟在卫星导航领域的合作活动确立了原则。该协议预见到一个工作组来促进在下一代民用卫星导航和授时系统的设计和开发方面的合作。这项工作成为工作组 C (WG-C) 的重点。WG-C 的目标之一是开发用于生命安全服务的 GPS-伽利略综合应用程序。为此,WG-C 于 2010 年 7 月 1 日成立了 ARAIM 技术小组 (ARAIM SG)。ARAIM SG 的目标是在双边基础上研究 ARAIM(高级接收机自主完整性监测)。进一步的目标是确定 ARAIM 是否可以成为支持全球空中导航的多星座概念的基础。具体来说,ARAIM 应该支持航路和终端区飞行;它还应支持进近操作期间的横向和垂直引导。在这些目标中,全球航空垂直引导是最雄心勃勃的目标。这些飞机操作称为定位器精密垂直或 LPV。LPV-200 表示这种引导应支持低至 200 英尺高度的进近操作,ARAIM SG 专注于支持全球 LPV-200 的 ARAIM 架构。该文件是三阶段工作中的第一个里程碑报告。它提供:ARAIM 概述、第 1 阶段的成就和后续步骤。该报告由来自美国联邦航空管理局 (FAA)、斯坦福大学 (SU)、MITRE 公司、伊利诺伊理工学院 (IIT)、德国航空航天中心 (DLR)、慕尼黑联邦航空学院 (UniBW)、欧洲空间局 (ESA) 和欧盟委员会 (EC) 的 ARAIM SG 成员编写。ARAIM 概述如上所述,ARAIM 必须确保航路飞行、终端和进近操作的导航完整性。对于后者,它必须在几秒钟内检测到底层全球导航卫星系统 (GNSS) 中的所有危险故障。用空中导航的语言来说,ARAIM 必须确保在导航传感器误差大于一定量(目前 LPV-200 为 35 米)之前,在出现任何危险误导信息 (HMI) 的六秒内警告飞行员。报告第 2 节确定了其他辅助条件。ARAIM 旨在支持空中导航数十年。因此,ARAIM 必须具有灵活性,以便空中导航不会对底层全球导航卫星系统(例如 GPS、伽利略、GLONASS、北斗/指南针等)的健康状况产生脆弱的依赖。因此,ARAIM 必须允许飞行员使用新的卫星和星座。它必须自动补偿这些新卫星和星座的故障率。对于新卫星和星座,这些故障率预计会很高
