天地一体化网络是我国“十三五”规划纲要以及《“十三五”国家科技创新规划》的重大科研项目,目标是建成天地互联的新型卫星星座互联网,能够为用户提供随时随地可接入的互联网服务。天地一体化网络的定位使得它将会在国民经济生活中的占据重要位置,所以对于天地一体化网络的安全保障的研究具备着重大的战略意义。天地一体化网络属于新型卫星星座互联网的一种,它由多种异构网络组成,网络结构复杂,带宽容量较大,网络关键节点较多,并涉及多种协议转换。相比于传统的卫星通信网络,这类卫星星座互联网面临着更多的安全隐患。本文对天地一体化网络进行了较为详细的介绍,并根据其特点分析了可能存在的安全漏洞,之后针对其网络关键节点和通信协议中可能存在安全漏洞,分别进行了如下研究:(1)针对天地一体化网络的关键节点的安全漏洞,提出了一种对TCP性能增强代理器(TCPPEP)的攻防场景,并进行了实验模拟验证和结果分析。TCP PEP在卫星通信网络中起到增强TCP会话性能的作用,可以降低卫星通信网络中超长时延对TCP会话的影响,提升TCP会话的数据传输速率。在传统卫星通信网络中TCP PEP 比较安全,不易被网络攻击,而天地一体化网络中遭受网络攻击的可能性较大。希望通过该攻防场景的研究,为天地一体化网络建设过程中关键节点的网络安全的保障提供一些参考。(2)针对天地一体化网络的通信协议的安全漏洞,提出了一种在IP over CCSDS背景下的最简化的IPSec模型。早期的空间通信标准(CCSDS)中SCPS协议族是最主要的协议体系,其中SCPS-SP是唯一的安全协议,随着卫星通信技术的不断发展,CCSDS提出了 IP over CCSDS的概念,废除了 SCPS协议族,以促进太空与地面间的网络协议融合,在网络层及以上与TCP/IP的相互兼容,可以使用安全性更高的IPSec替代SCPS-SP来保障网络安全,但是IPSec的体量过大,不太适合太空通信环境,本文通过多个方面的修改得出了一种适合太空通信的简化版IPSec模型。