[发明专利]防止GPS欺骗的无人机网络系统安全态势感知评估方法

说明书

本发明公开了一种防止GPS欺骗的无人机网络系统安全态势感知评估方法，其技术方案是：首先评估单个无人机上的单个任务进程的安全态势，再对不同的任务进程设置权重，并且引入副控制台验证无人机群中各无人机的GPS信号的可信性，综合考虑每一台无人机的安全态势；最后根据不同无人机的安全态势威胁指数结合不同无人机的权重可以得出整个无人机群网络系统的安全态势威胁指数，准确地表现出整个无人机群的网络安全态势。本发明主要解决现有方法无法对无人机群网络系统的安全态势进行有效评估的问题。

技术领域

本发明属于网络系统安全态势感知领域，特别涉及一种可以预防GPS欺骗的无人机网络系统安全态势感知分层评估方法，可用于无人机群网络系统中。

背景技术

网络安全态势评估是保障无人机群网络系统安全的重要手段，是制定和调整整个机群网络安全策略的基础和前提。只有充分的识别无人机群网络系统安全风险才能有针对性地采取有效的安全防护措施，保证无人机在执行飞行任务时的网络环境的安全可靠。传统技术主要关注于无人机与地面控制台的身份信息验证，而对验证之后的数据通信并未进行有效的评估分析，只有当危险发生了才能发现网络安全态势的威胁。

专利号为201510957697.6的“一种无人机及控制无人机的方法”提出了一种控制无人机规范飞行的策略机制，但该方法无法适用于危险的网络环境中，也仅适用于单个无人机，没有对无人机群网络系统的安全态势进行评估，无法保证无人机飞行过程的安全性。

专利号为201610115148.9的“无人机空中运行的安全管控方法、无人机和服务器”提出了一种验证无人机身份信息的方法，并接受周期性的状态信息评估无人机的飞行是否违规。但并未考虑状态信息的可信性，例如GPS信号的可信性。

在传统方法中，无人机向控制台传输状态信息，包括GPS位置信息，但其并未验证GPS信号的可信性，这就带来了极大的安全隐患。当发生GPS欺骗时，无人机与控制台并不会察觉，更不会做出反应。

发明内容

本发明目的在于针对当前技术的不足，提出一种可以预防GPS欺骗的无人机网络系统安全态势感知分层评估方法，尽早有效地发现无人机群网络系统安全态势中的威胁因子，保证整个无人机群网络系统的安全可靠。本发明在报警发生频率、报警严重性及其无人机通信网络带宽占用率的统计基础上，对无人机的飞行任务类别、无人机本身的重要性因子进行加权，计算任务进程、无人机以及整个无人机群网络系统的威胁指数，进而评估分析安全态势威胁。基于IDS取样数据和无人机通信网络带宽占用率实现网络安全威胁态势的量化评估，即利用IDS日志信息和无人机群网络系统的资源使用情况，结合历史入侵记录以及GPS信号的可信性验证，对任务类别、无人机和无人机群网络分别设置权重，从单个任务进程、无人机、无人机群网络系统3个层次进行安全威胁态势评估。

本发明将无人机在飞行时向控制台发送的飞行信息(包括状态信息、空间位置信息以及通信网络带宽等信息)进行了层次化的分析与评估，传统方法着重于无人机与地面控制台的身份信息验证，而对验证之后的数据通信并未进行评估分析。本方法则主要关注在身份信息验证之后的无人机的安全态势评估，采用层次化的思想，结合状态信息以及自身权重的划分，从单个的无人机任务进程开始至整个无人机群网络的系统层面，对整个无人机群网络系统逐层进行网络安全态势的评估。

技术方案：本发明特别提出了防止GPS欺骗的无人机网络系统安全态势感知评估方法。本方法在无人机层面加入了对GPS信号的可信验证，可以迅速的发觉GPS欺骗，保证无人机GPS信号的安全可靠。

本发明基于以下定义：

定义1.任务进程威胁指数R_T：无人机在执行任务时的任务进程状态在遭受恶意攻击时，其对应安全策略被违反的程度。

定义2.无人机威胁指数R_U：多个不同重要程度的任务进程在某时刻受到威胁对无人机安全策略的违反程度。