[发明专利]基于区块链的无人机集群协同作战数据隐私保护方法

说明书

本发明公开了基于区块链的无人机集群协同作战数据隐私保护方法，每个无人机集群组成一个任务链，每个任务链对应一个下属指挥中心，下属指挥中心维护区块数据链的数据，由云存储设备存储区块数据链信息，采用代理重加密技术实现下属指挥中心和高级指挥中心之间的数据共享，高级指挥中心从云存储设备下载需要的作战数据时，请求与验证过程由区块数据链共识完成，利用区块数据链与云存储设备的映射关系，区块数据链向云存储设备发出某一数据传输指令，存储相关数据的云存储设备响应后，向高级指挥中心传输可用私钥解密的密文，实现分层级的数据隐私保护传输，过程中，云存储设备作为半可信代理人得不到数据的明文信息，从而降低了数据泄露风险。

技术领域

本发明属于无人机集群协同作战战略部署数据安全的技术领域，具体涉及一种基于区块链的无人机集群协同作战数据隐私保护方法。

背景技术

无人机因其轻便灵巧、维护成本低、机动性高等特点，广泛用于城市规划、工程监管、物流配送等民用领域。随着无人机智能化的不断提高与战场环境日益错综复杂，无人机也逐渐应用于军事领域，然而在实际应用中，单个无人机受到能量消耗与视觉范围的限制，仅能在有限的地理区域内工作。在面对恶劣的作战环境和复杂的作战任务，多无人机协同作战的无人机集群(UAV swarm)通过多角度的数据感知与共享，有效克服了单个无人机视野局限和能量消耗问题，通过群体智能实现协同决策，还能有效提高无人机的生存能力和整体作战效能，能够完成诸如集群对抗等高难度任务。

然而无人机采集的数据及其本身都易于成为黑客攻击的目标，一旦黑客截获通信信息或劫持无人机，都将对集群作战环境产生影响，甚至造成泄露国家机密、扰乱社会秩序等严重后果。因此在军事领域这一特殊场景下，无人机的安全协作能力要求相对较高。为了增强无人机系统的健壮性和安全性，近年来，研究者开始尝试利用区块链技术来解决无人机协同作战的信息安全问题。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

现有的区块链技术与无人机集群数据安全相关研究，并没有真正着眼于作战数据传输时的隐私保护问题。有的研究通过区块链技术进行信息系统架构创新，能够提高通信活性和可恢复性，实现自组织通信，采用优化共识机制实现高效、低资源消耗的无人集群信息的自主同步，保证无人集群内信息的一致性，保持信息共享同步的长效性，实现高效的数据共享自组织能力，但很明显该相关技术并未解决数据共享传输过程中数据泄露和隐私保护问题；有的研究能够实现信息时延和网络中断，使无人机处于失联状态的情况下，保证无人机的指令正确执行，能够提高信息和控制的安全性，但在指令下发的过程中，一旦网络被黑客监控，那么指令和战略部署的泄露都将导致巨大的损失。

发明内容

为解决上述技术问题中的至少之一，本发明提出一种基于区块链的无人机集群协同作战数据隐私保护方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于区块链的无人机集群协同作战数据隐私保护方法，每个无人机集群组成一个任务链，每个任务链对应一个下属指挥中心，下属指挥中心维护区块数据链的数据，由云存储设备存储区块数据链信息，采用代理重加密技术实现下属指挥中心和高级指挥中心之间的数据共享，具体步骤如下：

S1、下属指挥中心采用非对称加密算法生成下属公私钥对，高级指挥中心采用非对称加密算法生成高级公私钥对；

S2、下属指挥中心在无人机集群每次作战任务结束后整理相关作战数据，利用对称加密算法的密钥将作战数据加密生成作战数据密文保存至云存储设备，并将作战数据的元数据、作战数据的哈希值及对称加密算法密钥的哈希值发送至区块数据链；

S3、下属指挥中心随机产生一个随机整数，并根据随机整数结合下属公私钥对中的公钥和私钥将对称加密算法的密钥加密并发送至云存储设备；