偶看新闻1958年10月农历阳历表:记住她：这个中国女人差点坏了"北斗"导航系统好事
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记住她：这个中国女人差点坏了"北斗"导航系统好事
鼎盛军事网 2011-11-07 20:16:53 来源：中华网社区 鼎盛论坛 网友评论 0 条 清华大学精仪系本科毕业的女学生高杏欣，在斯坦佛大学攻读博士学位期间破解了我国北斗二代定位导航卫星的信道编码规则，随之发表了多篇高水平的论文，并获得了美国航空无线电委员会的表彰。消息传到国内，一石引...-卫星信号经过长徒跋涉后衰减很大，到天线那里的功率就只剩下区区10-16 瓦特了，虽然斯坦佛GNSS监控站很先进，可以把信号放大300多倍，但信号还是会弱到无法识别。有人可能会问，这么高端的设备都识别不了，那丁点大小的用户机是咋识别的呢？
原因就在于合法的用户机里有前面说的码片序列，与带扰信号进行逐位相乘再相加后，可以大幅度的放大信号和抵消干扰。作为破解者，高杏欣并不知道这个码片序列（事实上这个码片序列正是她想要知道的），那她会怎么办呢？
她采用的是相同码片累加法，从很长的接收序列中找出相同的段落，然后对齐累加，原码片部分正正加得更大的正，负负加得更小的负，而不同时段的干扰部分因互不相关，会趋向于正负抵消，对齐累加的段落数越多，则干扰被抑制得越多，码片幅度被放大得越大。
为说明这个方法，不妨设计一个游戏，我和其他10个人都写个8位数，+1和-1各4个，然后把这11个序列诸位相加，形成一个新序列，假如7个人的第1个数是+1，4个人的第1个数是-1，则新序列的第1个数是+3，以此类推。把这个新序列交给高杏欣，让她来猜我写的序列是什么。她还知道两个情况，即我永远写“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”这个序列，而其他10个人的正负次序每次都变，互相也不沟通。
那她如何猜呢？她会要求玩很多把这个游戏，等手上攒了一大把新序列的纸条后，就把这些纸条对齐，逐位都累加起来再得到一个更新的序列，例如-78，-82，-69，+89，+58，-56，+66，+77。
她知道只玩一把并靠一张新序列的纸条是猜不出来的，因为我的数据被其它10个人的乱数据给淹没了。但她同时知道那10个人的数据每次都是随机变的，而且又是互不相关，搞的次数多了，这10个人的每一位的数值和就会趋向于0，而我的次序是固定的，在第1236位永远贡献-1，在4578位永远贡献+1，随着游戏次数的增多，我的固定次序就脱颖而出，从“-78，-82，-69，+89，+58，-56，+66，+77”中就可以读出，我的次序就是“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”。
说着容易做着难，特别是如何找到相同的段落？如何对齐？这涉及到多普勒频偏消除、相位调整等很复杂的技术问题，但她的文章并没有详细地介绍。
好了，某个码片被她找到了。很明显，设计者不会把几千位的码片数据存在卫星上的闪存里，这种调用式的编码方式效率太低而成本太高，通常都是用移位寄存器来编码的。由找到的码片特例来倒推出移位寄存器的结构，跟从“0，2，4，6，8……”倒推出f(x)=2x公式一样，需要破解者的经验和数学技巧，当然也少不了计算机的仿真运算，她们用MATLAB软件把这个移位寄存器的结构给分析出来了，这个结构直接对应着生成多项式，而生成多项式相当于f(x)=2x 这样的公式，知道输入，经这个生成多项式一计算，码片就编出来了。
至此，高杏欣在没有得到授权的情况下，就可以跟踪利用北斗二代了，但她所获知的东西，在北斗二代将来民用化后都是会提供给用户的，现在所使用的短码是民用的，而且也并未有意做防破解处理。北斗二代的频率是不能随便换的，但其中的编码和算法等都是可以任意重设的，在将来实际应用时，完全可以做到与GPS的P 码一样，重复一次需要267天，那这种靠对齐累加来提取码片的方法就不灵光了。
北斗一代除了定位导航外，还有一个与众不同的功能，即可以进行数据通信，报道称北斗二代继承了一代的优点，想必这个优点也继承了，而数据通信的安全取决于加密编码体制，这是不同于信道编码的另一个层面的问题，她的研究与此无关。
高杏欣的研究也并不是没有意义，北斗在一些波段上覆盖了GPS和伽利略系统，研究北斗卫星信号的编码调制方式可以帮助搞清楚系统之间是否会产生冲突。
高杏欣将现行的民用短码的信道编码生成多项式公开，想必并不是北斗设