四旋翼無(wú)人機(jī)反欺騙及通信加密技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子的快速發(fā)展，消費(fèi)級(jí)民用無(wú)人機(jī)迅速普及。在民用無(wú)人機(jī)應(yīng)用中，最主要的代表是四旋翼無(wú)人機(jī)。該種機(jī)型自出現(xiàn)以來(lái)，先后在新聞航拍、執(zhí)法糾察、安全監(jiān)控、快遞投送、電力巡檢等方面表現(xiàn)日益突出，現(xiàn)已成為了民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)里的“明星”產(chǎn)品。
　　四旋翼無(wú)人機(jī)雖勢(shì)頭發(fā)展良好，但因商業(yè)公司在其產(chǎn)品的飛控系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)方面考慮不足，僅僅在2015年和2016年，兩年時(shí)間內(nèi)就發(fā)生多起四旋翼無(wú)人機(jī)被劫持欺騙、敏感地區(qū)墜機(jī)、被使用于暴力恐怖

2、襲擊等影響極為惡劣的事件，由此給消費(fèi)者乃至整個(gè)民用無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展都造成了極為不良的影響。為此，對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)安全研究已成刻不容緩之勢(shì)。
　　四旋翼無(wú)人機(jī)相關(guān)安全方面的研究包括攻擊技術(shù)和防御技術(shù)。目前攻擊技術(shù)主要采取信號(hào)壓制、導(dǎo)航模塊硬篡改等初級(jí)手段，而防御方法主要采取簡(jiǎn)單跳頻技術(shù)來(lái)抵御攻擊，完全不足以解決目前形式多樣的攻擊和非法濫用的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
　　本文在此背景之下，展開相關(guān)研究。研究的最終目的是在探析攻擊方法基礎(chǔ)上，通過(guò)身

3、份認(rèn)證、遙控指令加密，以及GPS導(dǎo)航反欺騙，達(dá)到有針對(duì)性的防御。本文以四旋翼無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象，以其通信安全為研究?jī)?nèi)容。從局部看，四旋翼無(wú)人機(jī)通信包含導(dǎo)航通信和遙控通信2個(gè)方面，而遙控通信從其通信階段來(lái)看，又細(xì)分為遙控驗(yàn)證通信和遙控指令通信。本文研究的內(nèi)容涵蓋四旋翼無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航通信、遙控驗(yàn)證通信和遙控指令通信這3個(gè)通信方面的安全問(wèn)題。具體而言，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、導(dǎo)航通信安全方面。研究了GPS導(dǎo)航模塊工作原理，提出了一種導(dǎo)航

4、反欺騙系統(tǒng)，搭建了仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行了反欺騙仿真實(shí)驗(yàn)。
　　2、遙控驗(yàn)證通信安全方面。遙控驗(yàn)證通信屬于四旋翼無(wú)人機(jī)遙控通信的第一階段。提出了一種全新的遙控驗(yàn)證通信機(jī)制，解決了目前四旋翼無(wú)人機(jī)遙控驗(yàn)證通信存在的安全隱患，最后以模擬仿真的方式驗(yàn)證了該機(jī)制的正確性。
　　3、遙控指令通信安全方面。遙控指令通信屬于四旋翼無(wú)人機(jī)遙控通信的第二階段。提出了一種基于RC4算法的遙控指令通信加密方案，設(shè)計(jì)了整個(gè)加密和解密的工作流程，搭建了仿