中国无人机行业信息安全现状及研究方向分析.docx

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中国无人机行业信息安全现状及研究方向分析

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提示：随着科学技术的进步和发展，无人机在技术上越来越成熟，在生产生活中的应用也变得越来越广泛。无人机具有成

??????随着科学技术的进步和发展，无人机在技术上越来越成熟，在生产生活中的应用也变得越来越广泛。无人机具有成本低、体积小、重量轻、易操纵、高度灵活性、高度适应性、安全稳定性和便于隐蔽等优点，因此在处理影视拍摄、农业监测、自然灾害、事故灾难以及社会安全事件等方面发挥着重要作用。

??????在民用无人机领域，中国已经走在世界的前列。据路透社报道，中国无人机制造公司大疆创新（DJI）在消费级无人机领域的市场占有率达70％。

??????最近几年，无人机市场规模保持每年约50%的高速增长态势。在2015年，全球无人机销售约为58.7万架，其中军用无人机约占3%，民用无人机占97%。民用无人机销量中，专业级无人机销量约17.1万架，消费级无人机销量约39.9万架。2016年6月，著名专业机构艾瑞咨询发布《2016年无人机行业研究报告》①，称民用无人机市场已进入快速成长期，市场规模增速达到50%以上。预计到2020年全球无人机年销售量将达到433万架。

??????一、无人机的安全威胁

??????随着无人机在生产生活的应用越来越广泛，无人机的安全问题也逐渐被暴露出来。在2016年的315晚会上，黑客利用大疆无人机的无线通信安全漏洞，通过无线劫持技术完全取得了大疆无人机的控制权。另外，无人机安全领域最严重事件是2011年的伊朗捕获美国的RQ-170军用无人机事件。

??????除此之外，无人机还面临键盘记录病毒感染地面站等多种安全威胁。上述的几个无人机攻击方式都是针对无人机的各个组件或者无人机网络进行攻击，虽然攻击对象和手段与同，但从信息安全的角度而言，其攻击主要破坏了无人机的必威体育官网网址性、完整性和可用性。

??????1）必威体育官网网址性，又称机密性，是保护数据与被非法访问。针对必威体育官网网址性的攻击主要涉及未经授权的信息访问。这种攻击最常见的方式是信息窃取。在当前的无人机系统中，无人机、地面站和通信链路都可能会遭受必威体育官网网址性攻击。对于地面站的威胁包括软件漏洞、病毒、恶意软件、木马、键盘记录程序等。各种系统组件之间的通信链路的安全威胁包括口令破解、身份欺骗、跨层攻击和多协议攻击。

??????2）完整性，包括数据完整性和系统的完整性。数据完整性是指数据的正确性、一致性以及相容性；如果没有完整性的约束，攻击者可以通过插入、删除或修改等操作破坏关键数据的完整性。当前，针对无人机完整性的攻击大部分为针对无人机数据完整性的攻击。这些攻击有两种方式，分别为：修改现有信息和生成新的信息。对无线数据链路或者传感器的干扰也可以影响数据完整性甚至窃取所传输的数据。

??????3）可用性，是指系统对合法的访问及时作出反应。针对可用性的攻击是为了使无人机无法获取相应的数据或者无法根据指令做出相应的反应。伪造攻击和拒绝服务（denial-of-service，Do?S）[13-14]等主流的安全攻击方式可用来针对无人机网络的可用性进行攻击。Do?S或DDoS（Distributed?Do?S，分布式拒绝服务）攻击是基于网络拥塞，使系统无法正常使用。

??????在这样的攻击中，系统或网络实际上是在为其他的“假”请求忙。开展这样的攻击有三种方式，泛洪（Flooding）、Smurfing和缓冲区溢出。泛洪是通过发送大量的数据包，耗尽大量资源来瘫痪网络的攻击方式。常用的泛洪攻击包括SYN泛洪攻击、DHCP报文泛洪攻击、ARP报文泛洪攻击和Ping泛洪。缓冲区溢出是向缓冲区存放的数据位数超过缓冲区容量，往往会使程序崩溃导致拒绝服务。Smurfing攻击利用IP的广播系统的伪装功能来增强Flooding攻击。以上几种攻击方式除了会阻塞无人机的通信、破坏可用性，还会导致无人机的功耗增加，从而减少无人机滞空时间。

??????目前，对无人机的常见攻击主要包括针对无人机传感器攻击、无人机网络的攻击、无线电干扰与劫持、GPS欺骗。接下来，本文从传感器、通信、软件和网络等四个方面对无人机所面临的安全威胁、现有安全防护措施以及国内外研究现状和我们实验室的研究和实验成果进行详细的阐述和分析。

??????二、无人机传感器安全

??????传感器是一种能感受到被测量的信息，并将检测到的信息转换为特定形式的电信号或者其他所需形式的信号进行输出的装置。传感器是无人机系统检测自身和周围环境数据的重要组件。随着微机电系统（Micro-Electro