[發明專利]基于邊緣計算的無人系統蜂群可信證明方法

有效

• 申請號: 202110289683.7
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113067626B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 孫聰;陳娟穎;馬建峰;高玉堃;柴金偉;王梓宇
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L9/32;H04W4/08;H04W12/06
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 侯瓊;王品華

本發明公開了一種基于邊緣計算的無人系統蜂群可信證明方法，主要解決現有方法延遲高、效率差，且無法進行精確溯源的技術問題。包括：1)構建無人機系統蜂群可信證明架構，同時無人機群生成樹狀網絡；2)無人機群創建聚合簽名發送至聚合驗證器；3)聚合驗證器驗證聚合簽名，對驗證不通過的簽名請求云端驗證器進行溯源認證；4)云端驗證器響應溯源請求，采用二分法進行溯源并將得到的受損設備列表發送至拓撲控制器；5)拓撲控制器根據溯源結果做出響應。本發明通過構建基于邊緣計算的無人機系統蜂群可信證明架構，使用遠程可信認證設備對網絡系統做完整性驗證，能夠檢測出無人設備是否遭到惡意攻擊，有效保證了無人系統的安全性和可靠性。

技術領域

本發明屬于網絡安全技術領域，特別涉及一種基于邊緣計算的無人系統蜂群可信證明方法?？捎糜跓o人系統安全性驗證、軟件完整性驗證。

背景技術

近年來，無人機由于具有體積小、靈活、易部署等優勢，在搜索、救援、調查和軍事等領域逐步得到應用。相對于單一無人機的應用，無人機機群由于可以提供更多的整體負載，通過云資源虛擬化等技術，進而使機群能夠整合群體資源，具備更高的計算能力，從而完成更加復雜多樣的任務，因此，無人機群的應用是無人機未來發展的重要方向。

無人機群間通過自組織網絡進行相互通信和完成資源池的構建，與此同時，新的挑戰和問題也因此衍生而出。如何對無人機群的狀態進行安全、高效的認證成為一個值得研究的新方向。相比于傳統的大型有人機，無人機受限于體積和功耗，機載負荷能力較弱，因而通常缺乏專用防篡改硬件，很容易受到各種形式的網絡攻擊。惡意攻擊者可以對無人機機載軟件進行攻擊和破壞，影響無人機的安全運行。國內外提出了許多研究方案，但此類方案架構大多是通過單一遠程驗證器完成對組網中無人機軟件完整性的驗證，這些架構對遠程驗證器的計算能力和存儲資源有較高要求。

西安電子科技大學在其申請的專利文獻“云服務場景下無證書數字簽名方案”(專利申請號CN201810202513.9,申請公布號CN110430041A)中公開了一種云服務場景下無證書數字簽名方案，該方法在云服務環境下，將分層身份加密體系引入該模型，可以避免PKG擁有主密鑰所產生的安全隱患，同時采用聚合簽名方法適合用戶眾多大范圍開放式的云環境域。但其不足之處是，所采用的聚合驗證是由單一中心設備完成，其他設備都需要與中心設備進行交互，當用于無人機等通信帶寬受限的場景時，會影響驗證的效率；另一方面，該方案僅能夠對多個設備進行批量群體驗證，無法對受損設備進行精確定位。

在論文“SANA:Secure and Scalable Aggregate Network Attestation”(In ACMConference on Computer and Communications Security(CCS),2016.)中公開了一種基于SEDA的群體驗證方法，該方法通過應用聚合簽名能夠對多個節點進行快速的批量驗證，但是其聚合簽名長度和受損設備數量相關，隨著受損設備數量的增加，聚合簽名長度也會不斷增加，驗證效率會降低；同時，其對受損設備的定位依賴于受損設備自身的如實匯報，當設備本身被入侵無法對真實狀況進行反饋時，則無法對受損設備實現定位。

發明內容

本發明目的在于針對上述已有技術中存在的不足，提出一種基于邊緣計算的無人系統蜂群可信證明方法，用于解決已有的遠程可信證明方法在簽名的傳輸與驗證上存在延遲高和效率差的問題，以及現有方法無法對受損無人設備進行精確溯源，導致后續維護處理不便的問題。