无人机无线通信协议的形式化认证分析与验证
2021-05-07连晓峰王宇龙赵宇琦
计算机测量与控制 2021年4期
刘 栋,连晓峰,王宇龙,谭 励,赵宇琦,李 林
(1.北京工商大学 人工智能学院,北京 100048;2.中国兵器工业信息中心,北京 100089;3.北京工商大学 计算机学院,北京 100048)
0 引言
随着科学技术的不断发展,生产力不断进步,无人机的技术越来越成熟,无人机已经走进人们的日常生产和生活中。由于无人机具有成本较低,操作简单,灵活度高,适用于多种复杂环境等优点,故无人机广泛应用于环境探测[1]、货物运输[2]、应急救援[3]及个人航拍等领域。然而无人机在给我们的日常生产生活带来便利的同时,无人机通信方面可能会受到攻击者的攻击[4],使无人机通讯信息遭到泄露,从而产生严重的安全问题[5]。
形式化方法[6]是一种以数学为基础,使系统设计各个步骤实现可靠性和正确性的方法,在协议设计方面的应用极大地提高了安全协议的可靠性。形式化方法主要分为逻辑推理[7],模型检测[8]和定理证明[9]。模型检测可以自动检测要验证的系统是否满足要验证的属性,如果不满足要验证的属性,则会给出攻击流程图。模型检测具有完全自动化,检测速度快,自动显示攻击流程图等优点。
2002年Maggi等人[10]以N-S公钥协议为例,提出一种基于模型检测工具SPIN(Simple Promela Interpreter)的安全协议建模分析方法。2006年M.H.Xiao等人[11]提出了一种Promela建模的方法,并对Helsinki协议进行建模,发现了对此协议的攻击。2015年程道雷等人[12]对OAuth2.0协议进行分析,拓展了Maggi的方法,实现了多主体建模分析。2017年梅映天等人[13]对Maggi的方法进行改进,实现了四通道并行建模法,优化了模型复杂度。……
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