[发明专利]一种抗量子计算攻击的无人机区块链管控策略

说明书

技术领域

本发明涉及无人机信息安全技术领域，具体涉及一种抗量子计算攻击的无人机区块链管控策略。

背景技术

无人机在智能城市建设、针对重大灾害的行动中具有明显优势，具有不可替代的作用。但随之而来的一个突出问题是：无人机的无节制飞行，扰乱了空域秩序，为正常民用航班和其他相关工作带来巨大威胁。与此同时，随着国际恐怖主义形势的加剧，空难事件的频发，针对无人机的航空管控迫在眉睫。特别是考虑到当前“量子计算机”问世，传统的公钥密码体制的崩塌，有可能让掌握高科技犯罪能力的“恐怖分子”将远程遥控的无人机作为“目标”或“工具”，用以实施破坏活动。

当前，我国对无人机的管控处于“一管就死”、“一放就乱”的尴尬境地，这究其原因是：(1)当前空域管控体制落后；(2)飞行指挥不统一；(3)管控手段僵硬等等。总的来说，我们缺乏一套安全、透明和高效的体制来管控无人机的飞行。同时，我们又需要灵活的考虑无人机及相关产业的发展，在不影响空域安全的前提下，安全和高效的管控其飞行活动。

为了解决上述问题，我们综合考虑采用区块链技术、基于格的公钥密码体制等技术来实现一种抗量子计算攻击的无人机区块链管控策略。其中，基于格的公钥密码体制是抵抗量子计算机的典型方法，而区块链是当前受到广泛发关注和高度重视的技，它是用于实现全民共识、共治和共享的新型基础设施。

发明内容

针对上述现有技术，本发明目的在于提供一种抗量子计算攻击的无人机区块链管控策略，解决现有技术由于信息加密方式、信息加密范围和数据存储结构的局限性导致的无人机管控低效、僵化且不适合集群无人机作业以及导致的数据泄漏风险等技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种抗量子计算攻击的无人机区块链管控策略，包括以下步骤：

步骤1、由用户节点向无人机节点发送格加密的飞行指令，接着由无人机节点解密飞行指令、根据解密后飞行指令产生飞行信息并将飞行信息发送给飞控节点；

步骤2、由飞控节点对飞行信息进行检验，检验完成后再由飞控节点通过区块链记录关于无人机节点处无人机的飞行信息。

上述方法中，所述的步骤2，还包括同时由无人机节点周期性地返回状态信息至飞控节点，由飞控节点结合飞行信息和状态信息在区块链上对无人机的飞行进行记录和监督。

上述方法中，所述的步骤1，在由用户节点向无人机节点发送格加密的飞行指令之前还包括进行初始化操作，进行初始化操作为对用户节点、无人机节点和飞控节点颁发各自的公钥和私钥，获得该三类节点各自的公开参数。

上述方法中，所述的步骤1，包括以下步骤：

步骤1.1、由用户节点将关联的无人机节点公钥地址、预计飞行时间、预计飞行高度和预计飞行范围作为飞行指令，并将关联的无人机型号、无人机节点的公钥地址、调整后的飞行高度和调整后的飞行方向作为操作指令；

步骤1.2、由用户节点结合无人机节点的公钥对飞行指令和操作指令进行基于格的公钥加密算法加密，对应两类指令分别获得各自的密文；

步骤1.3、由无人机节点使用其私钥分别对密文解密，获得飞行指令和操作指令；

步骤1.4、根据解密后飞行指令产生飞行信息并将飞行信息发送给飞控节点。

上述方法中，所述的步骤1.4，包括以下步骤：

步骤1.4.1、由无人机节点解密后飞行指令，生成飞行路线、预计飞行时间和预计飞行高度并作为飞行信息，同时将实时的飞行状态、位置信息、时间、飞行高度、飞行方向和飞行信息的哈希值作为状态信息，计算出飞行信息和状态信息各自的哈希值；

步骤1.4.2、使用无人机节点的私钥分别对哈希值进行基于格的签名算法签名，再将哈希值签名后的飞行信息和状态信息发送至飞控节点。

上述方法中，所述的进行基于格的签名算法签名，为进行基于格的安全短签名一般性构造方法的签名。

上述方法中，所述的步骤2，包括以下步骤：

步骤2.1、由飞控节点在区块链上结合飞行信息的哈希值检索是否已经存在相同的飞行信息；

步骤2.2.1、若存在，则由飞控节点按照区块链上区块中记录的飞行信息，监督无人机节点处无人机执行飞行计划状态；

步骤2.2.2、若不存在，则由飞控节点在区块链上按照时间顺序建立新的区块并将飞行信息的哈希值写入该新区块内，再开始监督无人机节点处无人机执行飞行计划状态。