5G 中无人机的安全通信方案：CRYSTALS-Kyber 与 IDS
密码学与安全
2025-02-03 v1 人工智能
摘要
本文介绍了一种用于 5G 网络中无人机和地面站的安全通信架构，以应对网络安全中的关键挑战。所提出的解决方案将高级加密标准（AES）与椭圆曲线密码学（ECC）及 CRYSTALS-Kyber 相结合进行密钥封装，提供了一种混合密码学方法。通过引入 CRYSTALS-Kyber，该框架减轻了 ECC 面对量子攻击的漏洞，将其定位为抗量子的替代方案。该架构基于服务器-客户端模型，无人机作为客户端，地面站作为服务器。该系统在 VPN 和 5G 环境中均进行了严格评估。实验结果证实，CRYSTALS-Kyber 以极小的性能开销提供了针对量子威胁的强大保护，使其非常适合资源受限的无人机。此外，所提出的架构集成了基于人工智能（AI）的入侵检测系统（IDS）以进一步增强安全性。在性能评估中，IDS 在多个模型中均表现出色，尤其是使用 XGBoost 的模型在更苛刻的场景中表现突出，以 97.33% 的准确率和 0.94 的 AUC 优于其他模型。这些发现突显了将抗量子加密机制与 AI 驱动的 IDS 相结合，为无人机网络创建一个稳健、可扩展且安全的通信框架的潜力，特别是在 5G 环境的高性能要求下。
引用
@article{arxiv.2501.19191,
title = {Secured Communication Schemes for UAVs in 5G: CRYSTALS-Kyber and IDS},
author = {Taneya Sharma and Seyed Ahmad Soleymani and Mohammad Shojafar and Rahim Tafazolli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.19191},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 5 figures, Paper accepted at IEEE FNWF'25 conference (References number: 1571070613)