低成本消费级无人机机队的安全防护

近年来，由于 affordability 与功能的提升，无人机在许多应用（包括监视、搜索与救援、研究、农业和土木工程）中的使用与适用性大幅增加。然而，低成本消费级无人机很少被设计为以机队形式工作，这限制了企业、研究者和个人可部署此类无人机的应用场景。专有、商业和定制方案成本较高，且现有提供机队功能的解决方案安全性有限（若有），从而排除了其在敏感应用中的使用。在本文中，我们讨论了将消费级现货（COTS）无人机改造用于安全机队，并给出一种用于创建端到端安全的消费级无人机机队（SFCD）的完整方法的设计、实现与评估。我们提出了一种用于保障机队内通信安全的协议，同时在全过程中采用更高效的对称密钥密码学，以减小我们的安全机制对资源受限的 COTS 无人机的影响，并利用具有在线集中式地面控制站（可作为密钥分发中心）的机队特征。该协议允许建立任意数量的信道，以对这些信道上传输的实时数据进行认证和（可选）加密。我们还讨论了机队中的路由，以及对其的控制与监测，以使 SFCD 能够完全部署，从而提供一个广泛而周密的解决方案。我们的实验评估证实了低成本消费级无人机适用于 SFCD，其飞行时间仅受 9.9% 的影响，最坏情况带宽为 4.7 Mibit/s。