基于运行时验证的无人飞行系统安全威胁检测方法

摘要：

无人飞行系统(unmanned aerial system,简称UAS)的软、硬件存在缺陷以及遇到外部恶意攻击,会给UAS的安全性带来极大的威胁.由于UAS的运行环境复杂多变,很多因素在开发过程中难以准确预测,因此,研究有效的运行时安全保证机制具有重要意义.提出了一种基于运行时验证的UAS安全威胁检测方法.首先,对UAS可能遇到的多种安全威胁进行分析,并采用离散时间时序逻辑进行描述,提出相应的UAS-DL语言描述安全监控规约;然后,基于交错自动机提出了自动生成安全威胁监控器的算法,并利用参数化方法实现对多UAS的安全监控.为了提高检测的准确性,进一步研究了将运行时验证和贝叶斯网络推断相结合的方法.采用实际的UAS开发仿真平台Ardupilot进行了实验,并设计了将监控器独立部署在FPGA硬件上的方法,以避免对UAS计算资源的过多占用.实验结果表明,上述方法能够有效地检测UAS的安全威胁.

关键词：无人飞行系统、安全威胁检测、运行时验证

所属期刊栏目：29

分类号：TP311(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点研发计划2017YFB1001802;国家重点基础研究发展计划9732014CB340703;国家自然科学基金61690203,61532007National Key Research and Development Program of China2017YFB1001802;National Program on Key Basic Research Project 9732014CB340703;National Natural Science Foundation of China61690203,61532007

在线出版日期：2018-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共19页

页码：1360-1378