EN | BG below

🛰️ AISMixer — AIS NMEA‑0183 multiplexer / deduplicator / tag‑aware forwarder

Keywords: AIS software, Automatic Identification System, NMEA 0183, AIVDM, AIVDO, multiplexer, deduplication, tag block, s/c/g, UDP, secure UDP, ECDSA, AES‑GCM, Raspberry Pi.

TL;DR
AISMixer merges multiple AIS receiver feeds, de‑duplicates messages, reliably reassembles multipart via Tag Block g, and forwards a clean, unified stream.
It is tag‑aware: reads s/c/g on ingress and (per policy) preserves / normalizes / overwrites them on egress — e.g., pass through c or replace with server time; keep/normalize s; emit compact g.

---

🧭 What is AISMixer?

AISMixer is a Python service that aggregates AIS NMEA‑0183 (AIVDM/AIVDO) from multiple receivers, removes duplicates, reassembles multipart messages, and forwards a single logical feed to marine platforms (e.g., MarineTraffic / AISHub / VesselTracker) or your own services.

• 🔐 Supports plain UDP and encrypted inputs via an ECDSA handshake + AES‑GCM transport (with the lightweight client proxy nmea_sproxy).
• 🧩 Tag‑aware end‑to‑end (reads/manages s/c/g).
• 📦 Clean output as if from one logical station.

---

🔀 Core flow

1. Multiple AIS receivers (hardware/software) send NMEA to AISMixer (UDP or secure via nmea_sproxy).
2. AISMixer de‑duplicates identical payloads from different sources.
3. AISMixer reassembles multipart AIVDM using Tag Block g.
4. AISMixer forwards a unified stream downstream (per‑forwarder tag policy).

+------------+    UDP      +-----------+      +----------------+
| Receiver A | ----------> |           | ---> | MarineTraffic  |
+------------+             |           |      | AISHub         |
                           | AISMixer  | ---> | VesselTracker  |
+------------+ Encrypted   |           |      | etc.           |
| nmea_sproxy| ----------> |           |      +----------------+
+------------+             +-----------+

---

⚙️ Tag‑aware forwarding (Tag Block s / c / g)

AISMixer parses Tag Block on ingress and manages what to emit on egress per policy:

• g (group) — used to reliably reassemble multipart AIVDM.
  When needed, AISMixer generates its own group IDs to ensure contiguous reassembly.
• s (source) — preserve incoming s, map by IP/authorized key, or set a server‑defined station ID.
• c (timestamp) — pass through incoming time or replace it with server time (for clock normalization).

🧭 Egress tag policy (per output; beta)

• preserve — pass through incoming field (if present).
• normalize — rewrite into canonical form (e.g., compact g, sanitized s).
• overwrite — ignore ingress and emit server value (e.g., server time for c).

---

📦 Configuration (config.yaml)

station_id: mixstation_1   # if non-empty, it always becomes s=
debug: true

sec_inputs:
  - id: secA               # optional; if station_id empty, s=secA
    listen_ip: "::"
    listen_port: 29999

udp_inputs:
  - listen_ip: "0.0.0.0"
    listen_port: 17777
    id: udpA               # optional; if station_id empty, s=udpA
  - listen_ip: "::"
    listen_port: 17777

forwarders:
  - host: 203.0.113.10
    port: 5000

udp_alias_map_file: udp_alias_map.yaml   # optional

# (beta) Optional tag policy — may land as per-forwarder or global
# tag_policy:
#   s: preserve    # preserve | normalize | overwrite
#   c: overwrite   # use server time
#   g: normalize   # server-formed compact groups when reassembled

🔍 How s (source) is formed

Priority:

1. If station_id is non‑empty → s = station_id
2. Else, if the input has an id (incl. sec_inputs[].id) → s = input.id
3. Else:
   • UDP: if remote IP exists in udp_alias_map.yaml → s = alias
   • SEC: if a name exists in authorized_keys.yaml → s = client_name (else ANONYMOUS)
4. Else, if the incoming line already carries \s:…\ → s = that value
5. Else → s = IP (dots/colons replaced with _)

All variants are sanitized to [A–Za–z0–9_] and limited to 15 characters.

📦 UDP IP→alias map (udp_alias_map.yaml)

"127.0.0.1": "lo_alias"
"2001:db8::1234": "dock_gate"

---

🧭 Components

Module/Dir	Role
aismixer.py	Main mixer process (UDP + secure inputs)
aismixer_secure.py	ECDSA handshake, decryption, authentication
nmea_sproxy/	Lightweight client-side secure UDP proxy
assembler.py	Multipart reassembly using Tag Block g
dedup.py	Duplicate detection/removal
meta_writer.py	Adds NMEA tag block/prefix and CRC
meta_cleaner.py	Removes non-standard meta headers
forwarder.py	Sends the clean output to destinations
config.yaml	Inputs/outputs, station ID, debug, (tag policy — beta)
authorized_keys.yaml	Allowed client public keys (for secure inputs)

---

🚀 Running

python3 aismixer.py

Or install as a systemd service using install.sh (copies unit to /etc/systemd/system/).

---

🔐 Security

• Handshake: ECDSA-based mutual check; clients are authorized via authorized_keys.yaml.
• Transport: AES-GCM for integrity + confidentiality over UDP.
• Replay resistance: nonces/timestamps in handshake (client proxy nmea_sproxy).

---

🇧🇬 AISMixer — AIS NMEA‑0183 мултиплексор / дедупликатор / tag‑aware форурдър

Ключови думи: AIS софтуер, Automatic Identification System, NMEA 0183, AIVDM, AIVDO, multiplexer, deduplication, tag block, s/c/g, UDP, secure UDP, ECDSA, AES‑GCM, Raspberry Pi.

TL;DR
AISMixer обединява няколко AIS приемни потока, премахва дубликати, надеждно сглобява мултипарт чрез Tag Block g и излъчва чист, обединен поток.
Системата е tag‑aware: чете s/c/g на вход и (според политика) preserve / normalize / overwrite на изход — напр. запазва c или го заменя със сървърно време; запазва/нормализира s; излъчва компактен g.

---

🧭 Какво е AISMixer?

AISMixer е Python услуга, която агрегира AIS NMEA‑0183 (AIVDM/AIVDO) от няколко приемника, премахва дубликати, сглобява мултипарт съобщения и препраща един логически поток към външни платформи или ваши услуги.

• 🔐 Поддържа обикновен UDP и защитен вход чрез ECDSA handshake + AES‑GCM транспорт (клиентско прокси nmea_sproxy).
• 🧩 Tag‑aware от край до край (чете/управлява s/c/g).
• 📦 Чист изход сякаш е от една логическа станция.

---

🔀 Основен поток

1. Няколко приемника (хардуерни/софтуерни) изпращат NMEA към AISMixer (UDP или защитено чрез nmea_sproxy).
2. AISMixer дедупликира еднакви полезни товари от различни източници.
3. AISMixer сглобява мултипарт AIVDM чрез Tag Block g.
4. AISMixer форурдва обединения поток (per‑forwarder tag политика).

+------------+    UDP      +-----------+      +----------------+
| Receiver A | ----------> |           | ---> | MarineTraffic  |
+------------+             |           |      | AISHub         |
                           | AISMixer  | ---> | VesselTracker  |
+------------+ Encrypted   |           |      | и др.          |
| nmea_sproxy| ----------> |           |      +----------------+
+------------+             +-----------+

---

⚙️ Tag‑aware форурдване (Tag Block s / c / g)

AISMixer чете Tag Block на входа и решава какво да излъчи на изхода по политика:

• g (group) — за надеждно сглобяване на мултипарт AIVDM.
  При нужда AISMixer генерира собствени group ID‑та за последователно сглобяване.
• s (source) — запази входния s, мапни по IP/ключ, или задай сървърен station ID.
• c (timestamp) — пропусни входното време или замени със сървърно време (нормализация на часовниците).

🧭 Политика на изход (per output; beta)

• preserve — запази входното поле (ако е налично).
• normalize — пренапиши в канонична форма (напр. компактен g, sanitized s).
• overwrite — игнорирай входа и издай сървърна стойност (напр. сървърно време за c).

---

📦 Конфигурация (config.yaml)

station_id: mixstation_1   # ако е непразно → винаги става s=
debug: true

sec_inputs:
  - id: secA               # по избор; ако station_id е празно, s=secA
    listen_ip: "::"
    listen_port: 29999

udp_inputs:
  - listen_ip: "0.0.0.0"
    listen_port: 17777
    id: udpA               # по избор; ако station_id е празно, s=udpA
  - listen_ip: "::"
    listen_port: 17777

forwarders:
  - host: 203.0.113.10
    port: 5000

udp_alias_map_file: udp_alias_map.yaml   # по избор

# (beta) По избор — политика за тагове (per‑forwarder или глобална)
# tag_policy:
#   s: preserve
#   c: overwrite   # сървърно време
#   g: normalize   # компактни групи при сглобяване

🔍 Как се формира s

Приоритет:

1. Ако station_id е непразно → s = station_id
2. Иначе, ако входът има id (вкл. sec_inputs[].id) → s = input.id
3. Иначе:
   • UDP: ако remote IP е в udp_alias_map.yaml → s = alias
   • SEC: ако има име в authorized_keys.yaml → s = client_name (иначе ANONYMOUS)
4. Иначе, ако входящият ред вече носи \s:…\ → s = тази стойност
5. Иначе → s = IP (точки/двуеточия → _)

Всички варианти се sanitize‑ват до [A–Za–z0–9_] и лимит 15 символа.

📦 UDP IP→alias (udp_alias_map.yaml)

"127.0.0.1": "lo_alias"
"2001:db8::1234": "dock_gate"

---

🧭 Компоненти

Компонент	Роля
aismixer.py	Основен процес (UDP + secure входове)
aismixer_secure.py	ECDSA handshake, дешифриране, автентикация
nmea_sproxy/	Леко клиентско secure UDP прокси
assembler.py	Сглобяване на мултипарт чрез Tag Block g
dedup.py	Премахване на дубликати
meta_writer.py	Добавя NMEA tag block/префикс и CRC
meta_cleaner.py	Премахва нестандартни мета‑хедъри
forwarder.py	Изпраща изчистения изход към дестинациите
config.yaml	Входове/изходи, station ID, debug, (tag политика — beta)
authorized_keys.yaml	Публични ключове на разрешените клиенти

---

🚀 Стартиране

python3 aismixer.py

Или като systemd услуга чрез install.sh.

---

🔐 Сигурност

• Handshake: ECDSA взаимна проверка; клиентите се описват в authorized_keys.yaml.
• Транспорт: AES‑GCM за целост и конфиденциалност по UDP.
• Anti‑replay: nonces/времеви маркери в handshake (клиент nmea_sproxy).

---