无人机安全分析与防护技术研究
发布时间：2022-01-19 02:10
近年来随着无人机行业的快速发展,无人机的应用得到大范围的推广,在航空拍摄、农业灌溉、疫情防控等方面贡献卓越。在无人机得到广泛应用的同时,针对无人机的攻击事件也频繁发生,对人民财产安全、社会发展产生了严重的后果,如果不能将无人机的安全性问题切实有效的解决,必将对无人机的应用和推广产生巨大的影响。为了提高无人机的安全性保障,本文针对无人机的安全性分析和防护方法进行了深入的研究,对无人机关键部分的安全性进行分析与实验验证,旨在提高无人机安全性能保障。主要的研究成果有:（1）对无人机系统的关键部分安全性进行分析和研究。针对无人机面临的主要脆弱性问题,分别对脆弱性产生的原理进行分析,从无人机的无线通信、自定义链路和卫星导航三个方面的安全性问题展开研究,设计漏洞攻击方案,对无人机的脆弱性问题进行实验验证:1)针对无人机的无线网络通信协议,分析无人机所使用的Wi Fi协议存在的问题,对无人机通信所使用的密码、初期身份认证和CTS-RTS信道避让机制存在的脆弱性进行分析,并搭建攻击平台对无人机进行密码破解和断开连接攻击;2)针对无人机的自定义链路提出分析方法,对无人机通信信号进行截获和分析,通过获得的...
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机系统组成
无人机安全分析与防护技术研究8作业采集的数据。但通信链路由于存在暴露的环境中，会给无人机的安全来很大的隐患，因此保证无人机通信安全是无人机系统正常工作的重要保障。2.2无人机无线通信协议2.2.1无线网络概论无线网络通信协议在无人机的通信中已经广泛应用，常见的民用无人机包括大疆、Parrot等都使用了WiFi无线网络作为通信方式，用于无人机控制链路和数据传输。WiFi是一个建立在IEEE802.11标准的无线局域网络的设备标准。（1）无线局域网的组成无线局域基本组成部分有工作站（Station，STA）,无线媒介（WirelessMedium，WM）、接入点（AccessPoint，AP）和分布式系统（DistributionSystem，DS）等。图2.2无线网络各组件拓扑结构示意图Fig.2.2Schematicdiagramofthetopologyofeachcomponentofthewirelessnetwork工作站是指可连接无线网络的计算机设备，包括无线网络服务接口、硬件设备、和相关服务软件。其服务对象为用户，通常为用户所使用的终端如手机、笔记本等设备，在无人机网络中通常为地面站的角色，工作站的目的是使各个工作站之间快速的进行数据交换与传输。无线媒介是工作站之间传递信息的传输介质，工作站以802.11标准通过无线媒介实现帧传递。802.11标准对无线媒介的应用做了标准化定义。它定义了两种射频物理层和一种红外线物理层。两种射频物理层分别为2.4GHz和5GHz两个频段，并在之后得到了更为广泛的应用。接入点是基础型结构网络的重要组成部分，担任同一无线网络下所有工作站之间的帧传递工作，并能对该无线网络下的帧进行结构转换，以便与其它类型的网络进行信息的传递与交流。
无人机安全分析与防护技术研究10的信息。因此无线网络必须对考虑严格的保密机制。2.2.2无线网络成帧细节无线网络802.11标准MAC帧根据各自功能分为三种类型：数据症管理帧和控制郑一般的802.11帧的由三部分组成：1.MAC首部，由帧控制字段、生存周期、序号控制和四个地址段共30字节组成，然而并非每个帧都会使用所有的地址字段，每个地址字段的值也会因帧的类型而不同。2.帧主体，该内容为帧的数据部分，其大小为0~2312字节，要比以太网的帧数据部分最大限度长。3.帧校验序列FCS，位于MAC帧的尾部，占4个字节。图2.3802.11无线网络帧结构示意图Fig.2.3Schematicdiagramof802.11wirelessnetworkframestructureMAC首部是识别各类帧的重要组成部分，其首部共有四个地址字段，共有四种用途，分别为目的地址、来源地址、接收端地址和发送端地址。前三个地址字节的意义取决于帧控制字段中ToDS和FromDS两个字段的取值，且在有基础设施的网络中使用，第四个地址值应用在无线分布式系统（wirelessdistributionsystem）中,配合其余三个地址完成无线分布式系统的桥接。生存周期字段为两个字节，在无线网络的CSMA/CA协议中，发送数据的工作站可以预约占用信道一定的时间，用于该站点进行数据帧的传输和确认帧的时间。将该段预约的时间写入生存周期中。需要注意的是，该字段不仅仅可以作为生存周期的使用，因帧功能的不用还会代表其它的意义，只有最高位为零时，该字段才表示生存周期。图2.4生存周期字段取值类型及用途Fig.2.4Lifecyclefieldvaluetypesanduses
本文编号：3596017
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机系统组成
无人机安全分析与防护技术研究8作业采集的数据。但通信链路由于存在暴露的环境中，会给无人机的安全来很大的隐患，因此保证无人机通信安全是无人机系统正常工作的重要保障。2.2无人机无线通信协议2.2.1无线网络概论无线网络通信协议在无人机的通信中已经广泛应用，常见的民用无人机包括大疆、Parrot等都使用了WiFi无线网络作为通信方式，用于无人机控制链路和数据传输。WiFi是一个建立在IEEE802.11标准的无线局域网络的设备标准。（1）无线局域网的组成无线局域基本组成部分有工作站（Station，STA）,无线媒介（WirelessMedium，WM）、接入点（AccessPoint，AP）和分布式系统（DistributionSystem，DS）等。图2.2无线网络各组件拓扑结构示意图Fig.2.2Schematicdiagramofthetopologyofeachcomponentofthewirelessnetwork工作站是指可连接无线网络的计算机设备，包括无线网络服务接口、硬件设备、和相关服务软件。其服务对象为用户，通常为用户所使用的终端如手机、笔记本等设备，在无人机网络中通常为地面站的角色，工作站的目的是使各个工作站之间快速的进行数据交换与传输。无线媒介是工作站之间传递信息的传输介质，工作站以802.11标准通过无线媒介实现帧传递。802.11标准对无线媒介的应用做了标准化定义。它定义了两种射频物理层和一种红外线物理层。两种射频物理层分别为2.4GHz和5GHz两个频段，并在之后得到了更为广泛的应用。接入点是基础型结构网络的重要组成部分，担任同一无线网络下所有工作站之间的帧传递工作，并能对该无线网络下的帧进行结构转换，以便与其它类型的网络进行信息的传递与交流。
无人机安全分析与防护技术研究10的信息。因此无线网络必须对考虑严格的保密机制。2.2.2无线网络成帧细节无线网络802.11标准MAC帧根据各自功能分为三种类型：数据症管理帧和控制郑一般的802.11帧的由三部分组成：1.MAC首部，由帧控制字段、生存周期、序号控制和四个地址段共30字节组成，然而并非每个帧都会使用所有的地址字段，每个地址字段的值也会因帧的类型而不同。2.帧主体，该内容为帧的数据部分，其大小为0~2312字节，要比以太网的帧数据部分最大限度长。3.帧校验序列FCS，位于MAC帧的尾部，占4个字节。图2.3802.11无线网络帧结构示意图Fig.2.3Schematicdiagramof802.11wirelessnetworkframestructureMAC首部是识别各类帧的重要组成部分，其首部共有四个地址字段，共有四种用途，分别为目的地址、来源地址、接收端地址和发送端地址。前三个地址字节的意义取决于帧控制字段中ToDS和FromDS两个字段的取值，且在有基础设施的网络中使用，第四个地址值应用在无线分布式系统（wirelessdistributionsystem）中,配合其余三个地址完成无线分布式系统的桥接。生存周期字段为两个字节，在无线网络的CSMA/CA协议中，发送数据的工作站可以预约占用信道一定的时间，用于该站点进行数据帧的传输和确认帧的时间。将该段预约的时间写入生存周期中。需要注意的是，该字段不仅仅可以作为生存周期的使用，因帧功能的不用还会代表其它的意义，只有最高位为零时，该字段才表示生存周期。图2.4生存周期字段取值类型及用途Fig.2.4Lifecyclefieldvaluetypesanduses
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