《電子技術(shù)應(yīng)用》
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巡檢無人機網(wǎng)絡(luò)安全風險建模與量化評估研究
網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理
盧列文，楊盛明
工業(yè)和信息化部電子第五研究所
摘要： 針對巡檢無人機網(wǎng)絡(luò)安全風險，構(gòu)建評估模型并進行量化評估，為其安全防護提供支持。研究方法上，綜合運用文獻研究、案例分析、理論建模及實驗驗證法，首先識別風險，然后結(jié)合層次分析法（AHP）與模糊綜合評價法構(gòu)建風險評估模型，同時構(gòu)建量化評估指標體系，明確評估方法與標準。實驗選取不同型號無人機在多種場景測試，收集處理120組數(shù)據(jù)。研究結(jié)果顯示，所構(gòu)建體系在90%以上場景評估結(jié)果與實際相符，能準確評估風險。研究結(jié)論為巡檢無人機安全防護提供理論與實踐指導依據(jù)。
中圖分類號：TP309.2文獻標識碼：ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2025.07.002
引用格式：盧列文，楊盛明. 巡檢無人機網(wǎng)絡(luò)安全風險建模與量化評估研究［J］.網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理，2025，44（7）：9-14.
Research on modeling and quantitative evaluation of network security risks for inspection drones
Lu Liewen，Yang Shengming
China Electronic Product Reliability and Environmental Testing Research Institute
Abstract： The purpose of this study is to construct an evaluation model and quantitatively assess the network security risks of inspection drones, in order to provide support for their security protection. In terms of research methods, literature review, case analysis, theoretical modeling, and experimental verification are comprehensively used to identify risks first. Then, a risk assessment model is constructed by combining Analytic Hierarchy Process (AHP) and Fuzzy Comprehensive Evaluation Method. At the same time, a quantitative evaluation index system is constructed to clarify the evaluation methods and standards. Different models of drones were selected for testing in various scenarios, and 120 sets of data were collected and processed. The research results show that the constructed system is consistent with the actual situation in over 90% of scenarios, and can accurately assess risks. The research conclusion provides theoretical and practical guidance for the safety protection of inspection drones.
Key words : inspection drone; network security; risk modeling; quantitative evaluation; analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive evaluation method

引言

目前，巡檢無人機在電力、油氣管線、安防、水利等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［1］，然而其網(wǎng)絡(luò)安全風險也逐漸被暴露。

巡檢無人機主要由無人機平臺、地面控制站、數(shù)據(jù)傳輸鏈路和任務(wù)載荷組成［2-3］。無人機平臺作為核心執(zhí)行單元，包括機體結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、導航系統(tǒng)等，負責完成巡檢任務(wù)。地面控制站通常由計算機、遙控器、通信設(shè)備等組成，用于工作人員對無人機遠程控制、監(jiān)控飛行狀態(tài)、接收和處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸鏈路實現(xiàn)無人機與地面控制站之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括控制指令、飛行狀態(tài)信息、采集數(shù)據(jù)等。任務(wù)載荷根據(jù)巡檢需求而定，如高清攝像頭、紅外熱像儀、激光雷達等，用于感知被巡檢目標的信息。

無人機作為一個復雜的信息系統(tǒng)，與地面控制站、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)等存在廣泛的數(shù)據(jù)交互，容易遭到不法分子的攻擊。一旦巡檢無人機遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊，將導致飛行失控、數(shù)據(jù)泄露、任務(wù)中斷等嚴重后果，不僅會造成經(jīng)濟損失，還危及公共安全和國家安全。因此，對巡檢無人機的網(wǎng)絡(luò)安全風險進行研究，建立風險評估模型和量化評估方法具有重要意義。

國外對無人機網(wǎng)絡(luò)安全的研究起步較早，在攻擊技術(shù)和防御策略方面取得一定成果［4］。一些研究針對無人機通信鏈路的脆弱性，分析信號干擾、劫持等攻擊手段，并提出相應(yīng)的加密和認證技術(shù)來增強通信安全［5］。此外，還開展關(guān)于無人機系統(tǒng)漏洞挖掘和利用的研究，以評估系統(tǒng)的安全性。

國內(nèi)的研究主要圍繞無人機在特定行業(yè)應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)安全問題展開，如電力巡檢無人機的風險分析與防護技術(shù)［6-7］。研究內(nèi)容包括對無人機面臨的信號干擾、網(wǎng)絡(luò)劫持、數(shù)據(jù)泄露等風險的識別，以及反GPS欺騙技術(shù)、安全防護體系的構(gòu)建等。但目前針對巡檢無人機網(wǎng)絡(luò)安全風險的全面系統(tǒng)研究仍顯不足，尤其是在風險建模和量化評估方面有待進一步深入探索。


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作者信息：

盧列文，楊盛明

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東廣州511300）


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