基于无线网络的机器人远程控制系统的安全性研究

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机器人远程控制技术是机器人技术的重要组成部分,将无线通信技术用于机器人远程控制系统中去,不仅能够实现对机器人的远程控制,还能使机器人与其他智能软件和智能传感器进行交互协作,使机器人更加智能化。对机器人进行远程控制,在深海勘探、空间探索以及危险环境作业等方面发挥着巨大的优越性,目前对机器人远程控制技术的研究还不够成熟,用户访问控制的安全隐患没有引起人们的注意。无线网络的安全缺陷在一定程度上限制了机器人远程控制技术的发展,归根结底是其物理局限性限制了通信技术的安全性能,只有突破这种物理局限性才能从根本上解决访问控制的安全隐患。量子通信虽是一门新兴的学科,但是已经显现出了其强大的安全优势,量子密码技术可以确保无条件安全通信。因此本文提出了新的EAP-TLS Plus协议,同时利用量子技术绝对安全性的优势分别对机器人远程控制系统进行了模拟仿真,并分别对其安全性能进行了详细分析和研究。本文所做工作和研究内容主要有以下几个方面:(1)详细介绍IEEE802.1x协议和EAP协议基本知识及存在问题。详细地阐述了无线局域网、机器人远程控制技术以及量子通信的理论基础。分析了IEEE802.1x协议、EAP协议的认证过程和认证方法,并深入研究了IEEE802.1x/EAP认证协议的几种安全缺陷及造成这些缺陷的具体原因。(2)提出EAP-TLS Plus协议并结合机器人远程控制技术对其进行分析研究。首先,对IEEE802.1x/EAP认证协议安全缺陷的深入研究,提出了一种具有针对性的改进协议并对其安全性能进行了仿真分析。其次,对机器人远程控制进行了介绍,在提高用户接入认证安全性能的情况下,对基于EAP-TLS Plus协议的机器人远程控制系统进行了仿真研究和分析。(3)提出一种量子安全直接通信方案和一种量子签名方案。首先根据四粒子团簇态关联度强、纠缠度大的特点,提出了基于四粒子团簇态的量子安全直接通信方案和量子签名方案,并进行了仿真研究和性能分析。其次,提出将量子技术应用于机器人远程控制系统的思想,并进行了充分的理论分析和研究。
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