无人机具有低成本、无人员伤亡、设备操作方便等特点,可以近距离对地面目标有选择性地实施观测,提高情报的可靠性和时效性,已被广泛应用在农业、交通、军事等诸多领域。为使无人机能够更好地发挥作用,采用多无人机协同来实现目标搜索、目标打击及防御等任务逐渐成为研究热点和应用趋势。但是由于无人机网络易受到被动窃听、数据篡改、伪造身份等安全威胁和攻击,因此保证无人机组网的安全,对于协同任务的顺利执行就显得尤为重要。目前的研究工作为构建无人机协同组网安全防护体系,主要专注于保护无人机传输数据的机密性、检测无人机飞控故障等领域。然而现有方案存在故障检测准确率较低、开销大、安全性不足等问题,无法适用于资源有限的无人机。本文的研究工作旨在弥补无人机协同组网安全性的不足,在不影响无人机网络机间通信性能的前提下,完成入网无人机身份认证,无人机协同任务监控等工作。本文具体的研究内容有以下三点:首先,针对单无人机嵌入式系统的自我保护能力,本文利用可信安全芯片技术,为无人机提供不可被外界直接访问的安全存储空间,以及远程身份认证、数据加解密等各类安全算法和功能,实现基于可信平台模块的无人机嵌入式系统,从而保证无人机自身的可信性。其次,针对无人机网络因其开放性易被攻击、渗透的问题,本文提出了无人机安全通信方法。利用无人机、地面站中存储的数字证书、密钥等认证材料,确保待入网无人机身份的合法性,实现无人机和地面站的双向身份认证以及地面站向网络内合法无人机分发群组密钥,以保障交互信息不会泄露给未经授权的无人机,并且信息在传输过程不被敌方篡改。经实验结果表明该方案不会为无人机网络的通信带来额外开销,适用于大规模的无人机组网环境。最后,针对检测网络中因飞控故障等异常无法顺利执行任务的无人机,本文提出了构建无人机任务监控系统的方案。通过二叉日志树记录无人机协同任务内容,在保证日志信息不可篡改和机密性的前提下,通过日志分析监控无人机的任务执行情况。同时,借助于区块链技术在分布式系统中的优势,本文实现了无人机群体决策模型,使无人机网络不借助第三方或中心节点,即可围绕异常无人机身份证书撤销等问题达成一致性决策,并能保证决策过程安全、透明、防欺骗。实验结果表明,该无人机任务监控方案可高效排查异常无人机,并降低检测过程的开销。