【摘 要】
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无人机蜂群通过传感器融合、云资源虚拟化等技术整合群体资源,完成复杂多样的任务。大规模无人机蜂群在复杂网络环境下具有群集可信和容错需求。由于重部署困难和诊断实时性要求,无人机蜂群需要实现对故障或非完整性节点的高效溯源。针对以上需求,本文从高效群集可信证明和非完整节点溯源方面开展研究,具体研究内容如下:(1)针对传统远程可信证明架构在蜂群场景下存在的验证效率低且无法准确溯源的问题,本文提出一种基于边缘
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无人机蜂群通过传感器融合、云资源虚拟化等技术整合群体资源,完成复杂多样的任务。大规模无人机蜂群在复杂网络环境下具有群集可信和容错需求。由于重部署困难和诊断实时性要求,无人机蜂群需要实现对故障或非完整性节点的高效溯源。针对以上需求,本文从高效群集可信证明和非完整节点溯源方面开展研究,具体研究内容如下:(1)针对传统远程可信证明架构在蜂群场景下存在的验证效率低且无法准确溯源的问题,本文提出一种基于边缘计算的无人机蜂群远程可信证明方案。该方案由无人设备-边缘节点-云组成三层可信证明架构,由边缘的聚合验证器对无人机分簇进行聚合可信证明,并由云端验证器使用基于二分法的聚合签名溯源算法对受损设备进行溯源。方案综合考虑了聚合验证性能和溯源机制开销,实现了对大规模无人机蜂群进行高效的可溯源群集认证。(2)针对现有聚合签名应用于本文架构存在的安全性和效率问题,提出一种无证书聚合签名算法,将多个签名聚合为一个固定长度的数字签名。证明了该聚合签名算法具备不可伪造性。性能分析结果说明相比于OAS、CAS、RADIS等聚合签名方案,本文聚合签名方案具有更快的聚合验证速率和更小的通信开销。(3)采用形式化证明工具Pro Verif对本文方案的协议进行自动安全性分析。为实现对大规模拓扑网络的安全性证明,开发了Pro Verif证明脚本自动生成工具,自动生成特定网络拓扑对应的证明脚本。Pro Verif证明结果表明本文方案具备抗重放、抗中间人攻击、抗Do S攻击、不可抵赖性等安全属性。采用OMNe T++对本文方案进行网络仿真,说明了本文方案相比于SANA方案具有更快的验证速度。
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