論文の概要: Securing Satellite Communications: Real-Time Video Encryption Scheme on Satellite Payloads

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.16287v1
• Date: Thu, 20 Mar 2025 16:14:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-21 16:33:12.202682
• Title: Securing Satellite Communications: Real-Time Video Encryption Scheme on Satellite Payloads
• Title（参考訳）: 衛星通信のセキュア化:衛星通信におけるリアルタイムビデオ暗号化方式
• Authors: Hanshuo Qiu, Jing Lian, Xiaoyuan Wang, Jizhao Liu,
• Abstract要約: 本研究では,2つの1次元カオスマップを用いてビデオの暗号化を行う手法を提案する。 衛星実験により、我々の計画が複雑な衛星環境に適していることが確認された。 Raspberry Pi 4Bの実験では、異常なリアルタイム性能と低消費電力が示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.254485305825475
• License:
• Abstract: The rapid development of low-Earth orbit (LEO) satellite constellations and satellite communication systems has elevated the importance of secure video transmission, which is the key to applications such as remote sensing, disaster relief, and secure information exchange. In this context, three serious issues arise concerning real-time encryption of videos on satellite embedded devices: (a) the challenge of achieving real-time performance; (b) the limitations posed by the constrained computing performance of satellite payloads; and (c) the potential for excessive power consumption leading to overheating, thereby escalating safety risks. To overcome these challenges, this study introduced a novel approach for encrypting videos by employing two 1D chaotic maps, which was deployed on a satellite for the first time. The experiment on the satellite confirms that our scheme is suitable for complex satellite environments. In addition, the proposed chaotic maps were implemented on a Field Programmable Gate Array (FPGA) platform, and simulation results showed consistency with those obtained on a Raspberry Pi. Experiments on the Raspberry Pi 4B demonstrate exceptional real-time performance and low power consumption, validating both the hardware feasibility and the stability of our design. Rigorous statistical testing also confirms the scheme's resilience against a variety of attacks, underscoring its potential for secure, real-time data transmission in satellite communication systems.
• Abstract（参考訳）: 低地球軌道(LEO)衛星コンステレーションや衛星通信システムの急速な発展により、リモートセンシング、災害救助、安全な情報交換といった応用の鍵となるセキュアなビデオ伝送の重要性が高まっている。 この文脈では、衛星組み込みデバイス上でのビデオのリアルタイム暗号化に関して、3つの深刻な問題が発生する。 (a)リアルタイムのパフォーマンスを達成するという課題 (b)衛星ペイロードの計算性能の制約による制限 (c)過大な電力消費が過熱につながる可能性があり、それによって安全リスクが増大する。 これらの課題を克服するために,衛星上に初めて展開された2つの1次元カオスマップを用いて,ビデオの暗号化を行う新しい手法を提案する。 衛星実験により、我々の計画が複雑な衛星環境に適していることが確認された。 さらに,提案したカオスマップをFPGA(Field Programmable Gate Array)プラットフォーム上で実装し,シミュレーション結果からRaspberry Pi上で得られたものとの整合性を示した。 Raspberry Pi 4Bの実験では、ハードウェアの実現可能性と設計の安定性の両立が実証された。 厳密な統計的テストはまた、衛星通信システムにおける安全でリアルタイムなデータ伝送の可能性を強調するために、このスキームの様々な攻撃に対する弾力性も確認している。

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