5 年前的一個下午，一幫美國大兵愁眉苦臉的聚在一起死死盯著電腦屏幕上滾動的信息，某黑客論壇上正在出售與 MQ-9 Reaper 無人機有關(guān)的出口管制文件。
(相關(guān)資料圖)
這一消息震驚了軍方，被稱為“殺手锏”的最先進無人機，竟然已經(jīng)掌握在黑客的手里。“大兵”們趕緊向上匯報并與網(wǎng)絡(luò)犯罪分子勾搭起來，試圖搞清楚這些信息的由來。短暫接觸后，網(wǎng)絡(luò)犯罪分子交代了信息的來源是通過無人機漏洞，黑進了位于內(nèi)華達州克里奇空軍基地的 MQ-9 Reaper 死神無人機維修中隊的一名機長的電腦，竊取了敏感信息。
掌握詳細情況后，美國大兵們不由得后背發(fā)涼，假設(shè)黑客成功進入美國 MQ-9 無人機系統(tǒng)后，不僅僅是單純盜取信息，而是在成功入侵無人機的控制系統(tǒng)后改變其飛行路徑和指令，轉(zhuǎn)頭飛向美國軍營甚至是美國本土，那可能就在白宮的頭頂“開花”了。
這并非杞人憂天，倘若黑客組織具有俄羅斯國家背景，想象中的那一幕很有可能會在未來的某天成為現(xiàn)實。上一秒還飛在空中的無人機，下一秒就有可能成為“叛徒”，帶來前所未有的沉重打擊。
無人機市場激增，安全法規(guī)跟不上“步伐”近幾年，全球無人機市場迎來了“春天”，軍用和民用無人機的保有量都處于高速增長階段，研究公司 Statista 數(shù)據(jù)顯示預(yù)計到 2030 年民用無人機市場規(guī)模將達到 900 億美元。軍用無人機方面同樣“不遑多讓”，TrendForce 指出 2022 年到 2025 年期間，全球軍用無人機市場規(guī)模有望自 165 億美元增長至 343 億美元，年復(fù)合增長率高達 27.6%。
無人機市場快速擴張表明無人機的能力被越來越多人認可，在軍用、民用領(lǐng)域無人機的廣泛應(yīng)用釋放了大量“勞動力”，但陡然增加數(shù)百萬架無人機不免引起民眾對其安全性的擔憂。
為解決無人機潛在的安全問題，各國逐漸加緊無人機立法。例如美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）制定了《小型無人機安全規(guī)則》，要求無人機飛行員在進行商業(yè)或其他有償飛行時，必須持有 FAA 頒發(fā)的無人機駕照，并且必須遵守一些基本的安全規(guī)定；歐盟制定的《歐洲無人機規(guī)則》旨在為歐洲范圍內(nèi)的無人機安全設(shè)立統(tǒng)一標準，規(guī)則包括了操作限制、注冊要求和技術(shù)要求等方面；中國民用航空局（CAAC）發(fā)布了《無人機飛行管理條例》，規(guī)定了民用無人機的注冊、鑒定和飛行許可等方面的要求。
可以看出各國關(guān)于無人機的法律法規(guī)大都是基于物理安全層面，針對無人機網(wǎng)絡(luò)安全層面的法律幾乎處于“空白”階段。
作為網(wǎng)絡(luò)安全從業(yè)者兼顧思考無人機物理安全的同時，更擔心無人機網(wǎng)絡(luò)安全方面存在的潛在威脅，雖然相較于軍用無人機因網(wǎng)絡(luò)安全問題引發(fā)的后果，民用無人機帶來的影響可能不足以致命，但仍存在很大的安全隱患。接下來，本文就從軍用無人機、民用無人機兩個層面分享無人機可能存在潛在網(wǎng)絡(luò)安全風險。
民用無人機網(wǎng)絡(luò)安全風險想要講清楚民用無人機面臨的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，首要要從無人機飛行原理講起。無人機飛行系統(tǒng)主要由無人機、地面站以及傳輸信息的通信鏈路三個部分組成。
無人機部分包含動力系統(tǒng)、主控制器、通信鏈路模塊、傳感器、任務(wù)執(zhí)行單元。地面站部分包含遙控器、智能終端、通信鏈路模塊。控制命令通過地面站傳輸?shù)綗o人機，無人機采集的數(shù)據(jù)及其運行數(shù)據(jù)也會傳輸?shù)降孛嬲尽Ｍㄐ沛溌凡糠职o人機與地面站之間的通信鏈路、衛(wèi)星通信鏈路到無人機的通信鏈路。
無人機起飛是通過地面控制信號，指揮無人機進行升降，此后飛行過程中一直保持信號傳輸。在整個鏈路中無論是從無人機本身還是通信鏈路上，有太多可供潛在攻擊者侵入無人機系統(tǒng)的“通路”。
首先，無人機自身就存在一些安全威脅。設(shè)備制造商和第三方軟件提供商在設(shè)計或者組裝過程中很難做到萬無一失，因此無人機的軟件和硬件系統(tǒng)都可能存在漏洞。軟件層面：無人機的飛行控制系統(tǒng)可能存在漏洞，例如未經(jīng)充分測試或驗證的代碼，缺乏安全性強化措施或不完善的身份驗證機制。硬件組件層面：芯片設(shè)計或生產(chǎn)過程中可能存在后門或惡意代碼，導(dǎo)致無人機易受攻擊。
潛在攻擊者可以利用這些漏洞入侵無人機控制系統(tǒng)，從而掌控無人機的飛行路徑，甚至操縱其傳感器或?qū)ζ渌O(shè)備發(fā)動攻擊。
其次，無人機能遨游天空最大的依仗是通信網(wǎng)絡(luò)，但與此同時也是網(wǎng)絡(luò)攻擊者最喜歡的潛在攻擊目標。無人機通過無線通信技術(shù)與地面控制站或移動設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸和控制指令的交互，在這個過程中，黑客以第三方身份介入無人機與地面控制站之間的通信流程，使雙方誤以為他們正在直接進行通信。這時候，黑客便可以渾水摸魚，竊取敏感信息、篡改指令或注入惡意代碼，更令人擔憂的是整個攻擊過程處于一種“隱蔽狀態(tài)下”，“人”、“機”雙方都無法察覺到。
最后，信號干擾也是無人機通信網(wǎng)絡(luò)安全的一大安全挑戰(zhàn)，潛在攻擊者利用干擾技術(shù)擾亂無人機與地面控制站之間的通信信號，影響其感知能力和飛行決策，導(dǎo)致通信中斷或數(shù)據(jù)傳輸錯誤，此舉可能使無人機失去控制，造成事故或任務(wù)失敗。
民用無人機配備了各種傳感器和高清攝像設(shè)備，能夠收集和傳輸大量的個人數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括居民的行蹤軌跡、居住地信息、日常活動、個人偏好和行為模式等高敏感性信息，一旦潛在攻擊者利用上述手段，破壞無人機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，往往會造成嚴重的網(wǎng)絡(luò)安全事故。
軍用無人機就是一顆不定時“炸彈”對于軍用無人機來說，民用無人機的信息泄露簡直是“太小兒科”。軍用無人機往往承載著重要的作戰(zhàn)任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)安全問題更加嚴重、敏感，一旦遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊就，就成為一顆不受控制的“炸彈”。（對于軍用無人機詳細內(nèi)容，小編就不做詳細介紹，沒能力也不敢哈），簡單陳述一下軍用無人機的一些網(wǎng)絡(luò)安全問題以及一些典型軍用無人機網(wǎng)絡(luò)攻擊案例。
遠程劫持和控制：敵對網(wǎng)絡(luò)部隊可以利用漏洞或未授權(quán)訪問軍用無人機的通信鏈路，通過遠程劫持控制無人機，操縱其飛行路徑，更改任務(wù)目標。這種攻擊可能導(dǎo)致無人機的失控、機密信息的泄露，甚至對己方地面設(shè)施的攻擊信息竊取和監(jiān)聽：敵對網(wǎng)絡(luò)部隊可能截獲無人機和地面控制站之間的通信，竊取敏感信息或任務(wù)數(shù)據(jù)，可通過監(jiān)聽通信信道獲取作戰(zhàn)計劃、情報信息或敏感圖像，并將這些信息用于不法目的。偽裝攻擊：敵對網(wǎng)絡(luò)部隊可以偽裝成合法的軍用無人機或地面控制站，欺騙其他系統(tǒng)或傳感器，從而干擾或破壞作戰(zhàn)行動。例如，黑客可以發(fā)送虛假的指令或數(shù)據(jù)，導(dǎo)致無人機誤判目標、執(zhí)行錯誤的任務(wù)或直接暴露位置坐標。系統(tǒng)漏洞利用：軍用無人機的軟件和硬件系統(tǒng)可能存在漏洞，黑客可以利用這些漏洞入侵無人機的系統(tǒng)，獲取權(quán)限或篡改關(guān)鍵設(shè)置。這種攻擊可能導(dǎo)致無人機的失控、數(shù)據(jù)泄露或?qū)ζ渌到y(tǒng)的攻擊。典型的黑客利用軍用無人機的案例包括：
2011年，伊朗劫持美國RQ-170隱身偵察無人機： 伊朗聲稱通過黑客攻擊成功劫持了一架美國RQ-170無人機，并將其迫降在伊朗領(lǐng)土上。此后不久，伊朗展示了這架無人機的殘骸，引發(fā)了對美國軍事技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全的質(zhì)疑。雖然美國政府否認這架無人機是被黑客攻擊劫持的，但這起事件揭示了軍用無人機面臨的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)和對抗的復(fù)雜性；2014年，黑客入侵美國軍方無人機控制系統(tǒng)： 一名黑客組織聲稱成功入侵了美國軍方的無人機控制系統(tǒng)，并竊取了相關(guān)敏感信息。安全研究人員表示黑客可能通過利用系統(tǒng)中的軟件漏洞或未授權(quán)訪問權(quán)限，獲取了對無人機的控制能力和敏感數(shù)據(jù)。這起入侵事件引發(fā)了對軍方無人機系統(tǒng)安全性的重視；2020年，黑客入侵以色列軍方無人機系統(tǒng)： 一名黑客聲稱成功入侵了以色列軍方的無人機系統(tǒng)，并獲取了作戰(zhàn)計劃和敏感數(shù)據(jù)。這次入侵引發(fā)了對軍用無人機系統(tǒng)安全性的擔憂，以色列軍方不得不采取緊急措施來修復(fù)系統(tǒng)漏洞和加強網(wǎng)絡(luò)防御。現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，軍用無人機占據(jù)越來越重要的地位，其蘊含的網(wǎng)絡(luò)安全威脅也成為軍方亟待解決的問題。一旦來自敵對國家或恐怖組織的攻擊者，攻破了軍用無人機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，改變作戰(zhàn)任務(wù)，飛向敵方的無人機就成為懸在己方頭頂上的不定時“炸彈”，可能改變整個戰(zhàn)爭的走向。
無人機網(wǎng)絡(luò)安全問題“解題思路”無人機的網(wǎng)絡(luò)安全問題已迫在眉睫，各國也都在加大資源投入，尋找緩解無人機網(wǎng)絡(luò)安全的措施。從公開的信息來看，以下四項措施對保護無人機的安全性，確保無人機在各個領(lǐng)域的應(yīng)用能夠高效運行起到一定的效果。
(1) 通過使用多個衛(wèi)星星座防止 GPS 欺騙：傳統(tǒng)的 GPS 系統(tǒng)容易受到 GPS 欺騙攻擊，攻擊者可以發(fā)送虛假的 GPS 信號，誤導(dǎo)無人機的導(dǎo)航系統(tǒng)，使其偏離預(yù)定的航線或目標。為了提高無人機的導(dǎo)航系統(tǒng)的安全性，可以利用多個衛(wèi)星星座來定位無人機的位置。
通過同時使用多個衛(wèi)星系統(tǒng)（如GPS、GLONASS、Galileo），可以增加無人機定位的準確性和魯棒性，減少受到 GPS 欺騙攻擊的風險，多個衛(wèi)星系統(tǒng)的組合提供了更多的衛(wèi)星信號，使得無人機可以更好地對自身位置進行定位，并能夠識別和排除可能存在的虛假信號。
(2) 通過使用里程計技術(shù)，通過漂移測量計算位置來防止干擾：里程計技術(shù)是一種通過測量無人機在飛行過程中的運動和漂移來計算位置的方法。通過記錄和分析無人機的姿態(tài)、加速度和角速度等運動參數(shù)，可以估計無人機的位置和方向。
與單一依賴于 GPS 的定位系統(tǒng)相比，里程計技術(shù)可以提供一種獨立的定位手段。即使在 GPS 信號不可靠或受到干擾的情況下，通過使用里程計技術(shù)可以準確計算無人機的位置。在結(jié)合里程計技術(shù)和其他定位系統(tǒng)（如GPS）后，可以大大提高無人機位置信息的準確性，并降低干擾攻擊對無人機定位的影響。
(3) 使用蜂窩連接而不是 Wi-Fi，為無人機管理提供更安全的無線協(xié)議：蜂窩連接是一種通過移動網(wǎng)絡(luò)（如4G、5G）進行通信的無線連接方式。相比之下，Wi-Fi連接容易受到干擾和入侵。無人機與地面控制站之間的通信對于飛行安全和指令傳遞至關(guān)重要。
通過使用蜂窩連接，可以提供更高的安全性和加密級別，確保無人機與地面控制站之間的通信安全。蜂窩連接使用公共移動網(wǎng)絡(luò)運營商的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有更強的安全性和隱私保護機制。此外，蜂窩連接還可以提供更大的覆蓋范圍和穩(wěn)定性，適用于長距離和復(fù)雜環(huán)境下的無人機操作。（當然，軍用無人機肯定使用的是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)。）
(4) 使用安全存儲在安全元件中的設(shè)備唯一證書進行無人機身份驗證：無人機身份驗證是確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶或設(shè)備能夠訪問和控制無人機的重要安全措施之一。為了實現(xiàn)身份驗證，可以使用安全存儲在專門的安全元件中的設(shè)備唯一證書。這些證書是與無人機硬件密切綁定的加密密鑰，用于驗證無人機的身份和完整性，通過將證書存儲在安全元件中，可以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和篡改。
通過使用多個衛(wèi)星防止 GPS 欺騙、使用里程計技術(shù)防止干擾、使用蜂窩連接保證無線協(xié)議的安全性以及使用安全存儲在安全元件中的設(shè)備唯一證書進行無人機身份驗證，可以顯著提高無人機的安全性。這些措施不僅有助于防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和操縱，還能保護了無人機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信息的機密性和完整性。
寫在最后無人機發(fā)展應(yīng)用對社會和戰(zhàn)爭帶來了革命性影響，但伴生的無人機網(wǎng)絡(luò)安全問題也變得日益嚴重。更糟糕的是，從目前情況來看，各國政府在面對日益復(fù)雜的無人機網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)時，顯然沒有跟上無人機迅速普及和技術(shù)不斷演進的步伐，尚未針對無人機網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域形成完善的法規(guī)和政策，導(dǎo)致無人機網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域出現(xiàn)了短暫的“法律真空”。
基于無人機的市場規(guī)模，應(yīng)盡快更加明確和完善法律法規(guī)框架，對無人機使用、操作和數(shù)據(jù)保護等方面進行規(guī)范，以應(yīng)對其不斷增長的安全風險。
最后，在無人機快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的背景下，確保無人機網(wǎng)絡(luò)安全是一項重要的任務(wù)，只有充分重視無人機網(wǎng)絡(luò)安全問題，才能實現(xiàn)無人機科技的可持續(xù)發(fā)展。
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