无人机信息安全面临的五种风险

无人机信息安全雕的五种风险

目录

目录...................................................................1

前言..................................................................2

??主要特点...........................................................2

??无人机信息安全问题影响范围大、危害性高......................2

??无人机信息安全漏洞来源多....................................2

??无人机在哪些方面存在安全隐患？....................................3

2.1.十年愿景.....................................................3

2.2.制造业大国尴尬...............................................4

2.3.如何破“路径依赖”...........................................5

????无人机的安全隐患有哪些？.........................................5

3.1.可能与飞机相撞...............................................6

3.2.运送货物掉落.................................................6

3.3.黑客控制.....................................................6

3.4.无人机攻击...................................................7

3.5.窥视带来的隐私危机...........................................7

3.6.运毒新手段...................................................7

4.无人机曾经引发的12个灾难.........................................7

4.1.无人机在白宫附近坠毁.........................................7

4.2.无人机“袭击”德国总理.......................................8

4.3.无人机割伤摄影师鼻子.........................................8

????五大风险..........................................................8

????导航信号欺骗................................................8

????适用范围广.............................................8

????应用效果明显...........................................9

??????两种手段..............................................9

??????基本原理..............................................9

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??????实战应用.............................................10

????超声波干扰.................................................10

??????无线电链路干扰和欺骗......................................10

??????ADS-B侦听.................................................11

??????飞行控制软件安全...........................................11

????结语.............................................................11

前言

当前，无人机在国民经济、社会发展和国防安全等诸多领域正得到了越来越

广泛的应用。但由于现代无人机装备和技术的发展与现代计算机技术、通信网络

技术密切相关，这使得近年来无人机所存在的信息安全风险正日益凸显。

如果对无人机的信息安全问题不加以重视，导致无人机被非法人员和组织利

用其安全漏洞，有可能使得无人机被滥用于各种非法用途，无法保证无人机的安

全性，进而对其各种行业应用带来潜在的风险隐患。为此，梳理无人机的信息安

全风险，对于及时识别现代无人机的安全漏洞，尽早制定相关措施规避潜在的安

全风险具有重要的作用。

主要特点

无人机信息安全问题影响范围大、危害性高

无人机的信息安全一般与其飞行安全直接相关，近年来，小型民用和工业级

无人机从事各类非法活动的事件时有发生，一旦无人机由于其信息安全漏洞被非

法控制，可能造成非法闯入敏感设施、袭扰大规模公共活动、影响有人飞机飞行

安全等严重后果。

无人机信息安全漏洞来源多

随着无人机技术的快速发展，无人机的系统组成和飞行机理正日益复杂，因

此无人机的信息安全已经不仅仅存在于软件和网络层面，而是包含硬件、传感器、

通信链路等多个方面，任何一方面的漏洞被非法利用都有可能带来严重后果。随

着当前无人机运行环境的日益复杂，无人机信息安全漏洞可谓层出不穷，无人机

信息安全的问题正愈发突出。

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无人机在哪些方面存在安全隐患？

明显感觉到，当下的机器人产业热得有些不正常。这位有着超30年从.业史

的机器人老兵，在他退休后，重新打量这个常常与智能、高端、前沿等字眼相伴

的产业。他说，“机器人要发展，关键是应用，技术应用配套一定要跟上”。

苏彬的这个认识，是有故事背景的。在一次展览会上，他带去了公司生产的

六轴并朕机器人，但遭到了冷遇。“开始还引来了20多张订单，但全泡汤了，

因为缺少应用工程设计，国内没有产线的技术储备。”他如是回忆。

生意场上的尴尬不止发生在苏彬身上，也不仅出现在机器人领域，小到芯片,

大到高端装备，中国的制造业在与国外竞争对手的较量中，也总给人留下“大而

不强”的话柄。

现在，当“十二五规划”走入收官之年，在2015年的5月份，一个更长远、

更系统，志在解次中国制造难题的行动己经开始。

2.1.十年愿景

5月19日，国务院正式印发了《中国制造2025》o这个被视为实施制造强

国战略第一个十年的行动纲领，不再是一般意义上的中长期发展规划，而是兼顾

当前和长远、兼顾战略和战术的一个行动计划。

《中国制造2025》已经明确，到2020年掌握一批重点领域的关键核心技术,

优势领域竞争力进一步增强，到2025年创新能力显着增强，在全球产业分工和

价值链中的地位明显提升。其中，在己经明确的9项战略任务和重点中，将聚焦

新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及

高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新

材料、生物医药及高性能医疗器械等十大重点领域。

中国的主管部门已形成高度共识，并决定用至少十年的时间来改变长期被动

的局面。工业和信息化部是参与此次编制工作的主角之一，在它的官方网站，罕

见地以7篇长文对这一行动纲领作出了详细解读。

工信部认为，《中国制造2025》既立足当前，提出了九大战略任务、五项

重点工程和若干重大政策举措；又着眼长远，围绕先进制造和高端装备制造，前

瞻部署了重点突破的十大战略领域，描绘了未来三十年建设制造强国的宏伟蓝图

和梯次推进的路线图。

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月到2014年6月欧盟新《玩具安全指令》全面实施一年来，欧盟RAPEX通报、

召回中国大陆制造、出口到欧盟国家的玩具产品共498起，每月都有20起以上

中国大陆产的玩具因质量安全问题被欧盟RAPEX通报/召回。

工信部认为，我国行业领军企业发展水平与我国的制造业大国地位也很不相

称。2013年，我国规模以上工业企业数量达到34.3万家，工业增加值达到2L07

万亿元，居全球第一，但中国大陆地区进入“世界500强”的工业企业仅36家，

领军企业对工业增长的贡献远低于工业发达国家的平均水平。

2.3.如何破“路径依赖”

产业结构不合理是制约我国制造业发展的另一现状。

梳理发现，由于过去发展方式粗放，我国制造业中资源密集型产业比重过大,

技术密集型产业偏低，其中，像钢铁、电解铝、平板玻璃、水泥等供给能力大幅

超出需求，光伏、风电等新兴产'”也开始出现产能利用不足。统计显示，2014

年中国有24座新增高炉投入运行，年设计产能为3500万吨，产能仍将持续被增

强，但目前在建、拟建生产线仍有30~4。条，新产能仍以10%的幅度递增。与之

相比，我国的生产性服务业发展还处于起步阶段，主要停留在批发零售、运输仓

储等低端服务领域，许多关键领域自主研发能力不强，直接影响到向服务转型的

程度和效果。

除了上述三大问题，环境污染问题较为突出、信息化与工业化融合深度不够、

产业国际化程度不高等，也摆在了中国制造业的面前，成为中国必须想办法解决

的“拦路虎”。

工信部分析，在长期粗放发展后，我国制造业发展将越来越具有“爬坡”和

“登山”的性质，即在每一个产业中都必须向上走，从价值链的低端向高端跃迁

和攀升；否则，庞大的产业大军将挑挤在低洋地中，面临“路径依赖”和“低端

锁定”的风险。“建设制造强国的任务艰巨而紧迫，如能加快推进，就能推动我

国制造业走上良性发展轨道；如果行动迟缓，不仅资源环境难以承载，而且会错

失重要的战略机遇期。”工信部称。

??.无人机的安全隐患有哪些？

现在无人机越来越多了，但前些日子也听说无人机坠落事故砸伤人，无人机

是否安全？它都在哪些方面存在安全隐患？

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无人机行业最近可谓热潮涌动：亚马逊、谷歌、Facebook等巨头纷纷布局

无人机市场，主要用途集中在帮助贫困地区的人上网、送快递等方面；放眼国内，

大疆创新公布其2014年总营收接近30亿元，5年时间总营收翻了100倍；亿航

6个月估值翻了25倍……

美国《航空与太空技术周刊》刊登的分析报告显示，未来十年，全球无人机

市场规模将达到673亿美元。大约356亿美元将用于无人机生产，287亿美元用

于技术研发和实验设计，维护服务约为30亿美元。

如今，无人机不光出现在热门综艺的镜头里、浪漫求婚仪式上，还可以在农

出上空喷洒农药呼啸而过、代替工人进行高空清洗作业，用于测绘拍摄、军事侦

察更是不用多说。总之，无人机对我们的基础生活领域几乎无孔不入。

但是，由无人机引发的各种担忧也应运而生，尤其是在安全方面的隐患，成

为监管部门限制无人机发展的一个重要因素。

3.1.可能与飞机相撞

随着隔离运行方式渐渐难以满足无人机日益增长的应用需求，将来会有更多

无人机飞进融合空域，与有人驾驶飞机、鸟类等空中飞行物的碰撞问题日益凸显。

2014年11月，在美国最繁忙的纽约肯尼迪国际机场，一架无人机三次靠近

民航大客机，最近距离只有“几英尺”，若无人机被民航的发动机吸入，将造成

不堪想象的后果。

无人机的大量出现一定程度上扰乱了空中飞行状况，尤其是不遵守监管规

定、超越规定空域飞行的无人机，给客机飞行安全造成了极大威胁。

3.2.运送货物掉落

亚马逊等许多电商公司都希望利用无人机来运送小件包裹，但在美国，由于

联邦航空局不允许任何商用无人机飞行，无人机的使用受到了制约。

有观点认为，无人机飞行途中出现的树木、电线等障碍物会影响货物投递的

准确度，货物掉落或是无人机没电坠落也可能砸中人的头部，且无人机飞行还受

到风力、天气状况的制约和自身承重能力的影响，因此安全性不高。

3.3.黑客控制

无人机算是一种智能设备，这就意味着它成了黑客潜在的攻击对象。2013

年，美国黑客SamyKamkar设计了一款无人机---Skyjack,给整个行业敲响警钟。

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Skyjack能够自主飞行，可通过无线信号入侵其它无人机，进行破坏。一旦

入侵，Skyjack就会接管其它无人机的摄像头和控制系统，为所欲为。如果觉得

还不够劲，它还可以用笔记本电脑、LinuxBox、或者其它设备进行连接，只要你

愿意，甚至还能把别人的无人机开回来一一等于是把人家“劫持”回来了。

3.4.无人机攻击

2014年9月，一名德国海盗党成员操纵无人机使之坠毁于德国总统默克尔

身前表达抗议，引起了公众对无人机袭击事件的担忧。除了蓄意攻击，无人机还

存在不少误伤的情况。2013年，在佛吉尼亚州赛车公园里，一架无人机撞到了

坐着成千上万的观众的看台上，致使数人受伤。

3.5.窥视带来的隐私危机

2014年，美国西雅图一名住在26层的女子因发现在其换衣服时，有一架无

人机在窗外盘旋，怀疑有人偷窥而报警，尽管事后查证飞行器的操控者只是在用

它为房产商拍摄图片，但是这一事件的确引起了人们对不法之徒利用无人机窥探

个人隐私的担忧。

当无人机携带相机变成监视工具，在人们难以触及的头顶上空进行窥视和刺

探，受害者往往不堪其扰，正是因为安全和隐私方面的担忧，美国联邦航空管理

局（FAA）对无人机监管政策一直不肯放开。

3.6.运毒新手段

无人机本身具有轻便的特点，加上获得渠道方便、价格选择空间大，极容易

成为不法分子实施犯罪的工具，且侦察和监管难度较大，从而引起社会治安危机

和人民的心理恐慌。今年1月，一架携带冰毒进入美国边境的无人机被拦截，

据美国禁药取缔机构表示，无人机己成为运输毒品过境的常见手段。

无人机技术发展E新月异，应用场景越来越多，提高无人机的安全性能和制

定监管法规规范无人机的使用是当务之急，解决好安全性问题，开发无人机潜在

价值的论题才有意义。

4.无人机曾经引发的12个灾难

4.1.无人机在白宫附近坠毁

［科技不怕问「无人机在哪些方面存在安全隐患？

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2015年1月26日，一架无人机在白宫草坪坠毁。白宫当然有其自己的飞行

限制，但无人机却不容易被发现。此次时间发生后，白宫立即被封锁。但美国当

局决定不起诉无人机操控者肖恩•尤斯曼(ShawnUsman),因为无人机坠毁时,

已经处于不受尤斯曼控制的状态。

4.2.无人机“袭击”德国总理

［科技不怕问］无人机在哪些方面存在安全隐患？

2014年9月份参加基督教民主党竞选活动时，一架ParrotAR无人机就在德

国总理安吉拉•默克尔(AngelaMerkel)身前坠毁。这架无人机由德国海盗党一

名成员操纵，以抗议政府的监控行为。尽管当时无人受伤，但此举立即引发人们

对武装无人机的担忧。

4.3.无人机割伤摄影师鼻子

［科技不怕问］无人机在哪些方面存在安全隐患？

美国《布鲁克林日报》摄影师乔金•本弗诺托(GeorgineBenvenuto)参加促

销活动时，一架无人机在他面前坠毁，导致本弗诺托的鼻梁和下巴被割伤。这架

名为“MobileMistletoe”的无人机属于TGIFridays<)

??.五大风险

??.1.导航信号欺骗

现代无人机对卫星导航信号有着巨大的依赖性，其飞行控制一般都离不开

GPS等卫星导航系统提供的重要位置和速度数据，为此，如果对无人机所使用的

导航信息进行欺骗，则有可能干扰无人机的正常飞行路径，迫使其在事先不知情

的情况下偏离正常的飞行路线并出现在不应出现的区域，从而起到接管无人机的

效果。

??.1.1.适用范围广

针对无人机的导航诱骗一般是指采用一定的技术手段向非法无人机注入人

为设定的错误威胁导航信息，使得无人机自身的卫星导航系统错误的判断自身位

置，并由此错误进行航路规划和飞行控制。由于目前主流无人机均采用全球卫星

导航系统(GNSS)作为其主要的导航信息来源，因此导航诱骗技术几乎可以对

一切无人机尤其是民用无人机产生作用。

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??.1.2.应用效果明显

在实际使用过程中，一般由地面的无人机导航诱导设备发射与真实无人机

GNSS信号具有一定相似性的伪导航信号，迫使相关用户接收终端接收此类伪导

航信号，从而在隐蔽条件下使得无人机得到了虚假的位置、速度和时间信息并无

法有效察觉。由于导航欺骗往往不需要太强的发射功率，隐蔽性好,并能在一定程

度上引导相关用户按照错误方式进行导航，这也使得导航欺骗在实际中具有较好

的应用效果。

两种手段

当前.，采用导航欺骗对无人机发动信息安全攻击主要包括两种手段，一种是

转发式欺骗，另一种是生成式欺骗。其中，生成式欺骗是欺骗效果最好也最不易

察觉的方式。其基本原理如下所示：

欺骗信号生成傻苗

??.1.4.基本原理

基本原理是利用欺骗设备，根据预先指定的期望用户位置，实时计算出在该

位置上用户所需接收到的GNSS信号的码相位延迟、载波多普勒、导航电文等必

要参数，并在此基础上生成在该点的虚假GNSS信号并通过发射天线辐射到欺骗

对象，以虚假信号的功率优势遮蔽真实GNSS信号，使其逐步跟踪捕获到欺骗信

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号指定的伪码相位和载波多普勒上，从而使得待欺骗对象得到错误的伪距测量

值，进而解算出错误的位置信息，最终达到欺骗的目的。

??.1.5.实战应用

当前，GNSS欺骗已经成为无人机的一个突出威胁，目前有报道的GPS欺骗

导致无人机失控甚至是被捕获的事件层出不穷。

2011年12月4日，伊朗防空部队宣称他们采用欺骗技术在该国东部边境俘

获的一架美国“RQ-17（T无人侦察机。如果该报道属实，那将是导航欺骗技术在无

人机反制作战中的首次应用。

有媒体报道，作为电子战技术和装备的大国，近年来俄罗斯极有可能大量使

用了针对GPS的诱骗技术。据美国非营利性组织C4ADS报道，近几年内俄罗斯

境内先后发生的近10,000起不同的GPS欺骗事件。

??.2.超声波干扰

除了卫星导航之外，无人机往往采用基于微机电系统（MEMS）的惯性导航

传感器（陀螺和加速度计）提供姿态、速度、高度等关键数据。

因此，这些惯性导航传感器如果输入数据出现错误，则有可能导致无人机飞

控系统出现异常进而导致错误飞行甚至坠毁等问题。由于MEMS传感器普遍存

在固有振动频率的问题，因此如外界干扰振动频率与其固有频率一致时，就有可

能导致传感器出现共振，从而使得惯性传感器出现故障。有研究表明，大部分

MEMS陀螺在共振频率噪声干扰下，其输出的数据一般会出现很大的误差。

??.3.无线电链路干扰和欺骗

现代无人机往往依赖地空无线电链路提供的必要控制信息来实现飞行指挥

和控制。因此，如针对这些通信链路进行干扰、窃听甚至是截获和篡改等信息安

全攻击，则可以对无人机产生直接的打击后果。当前主要的无人机地空通信链路

也普遍存在着频点公开、链路透明、缺乏保密措施等严重的问题，极易成为各种

攻击手段的目标。

以当前民用无人机所广泛采用的2.4GHz和5.8GHz频点上的通信链路为例，

由于其通信频点已知，因此可以采用常规的通信侦听方法截获其通信链路并时无

人机及其飞手方位进行测定。

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有研究表明，针对大疆精灵-3无人机的链路特点，