MAVSec：保护用于 Ardupilot/PX4 无人飞行系统的 MAVLink 协议
密码学与安全
2019-05-07 v2 机器人学
摘要
MAVLink 是无人飞行器（UAV）与地面控制站（GCS）之间的轻量级通信协议。它定义了一组在 UAV（又称无人机）与地面站之间交换的双向消息。这些消息携带关于 UAV 状态的信息以及从地面站发送的控制命令。然而，MAVLink 协议并不安全，并且对多种攻击存在若干漏洞，导致严重的威胁与安全顾虑。极少有研究提供针对该问题的解决方案。在本文中，我们讨论 MAVLink 协议的安全漏洞，并提出 MAVSec，一种集成了安全性的 MAVLink 机制，其利用加密算法来确保 UAV 与 GCS 之间交换的 MAVLink 消息受到保护。为验证 MAVSec，我们在 Ardupilot 中实现了它，并从内存占用与 CPU 消耗方面评估了不同加密算法（即 AES-CBC、AES-CTR、RC4 和 ChaCha20）的性能。实验结果表明，ChaCha20 具有更好的性能且比其他加密算法更高效。将 ChaCha20 集成到 MAVLink 中可保证其消息机密性，且不影响性能，同时占用更少的内存与 CPU 消耗，从而为资源受限的无人机节省内存并延长电池续航。
引用
@article{arxiv.1905.00265,
title = {MAVSec: Securing the MAVLink Protocol for Ardupilot/PX4 Unmanned Aerial Systems},
author = {Azza Allouch and Omar Cheikhrouhou and Anis Koubaa and Mohamed Khalgui and Tarek Abbes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.00265},
year = {2019}
}
备注
The paper is accepted in the International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC) in Morocco, June 2019