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题名支持物理交互的无人机飞控系统安全测试方法
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作者
习宁
周晓琳
孙聪
李乔杨
马建峰
郭鑫玉
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机构
西安电子科技大学网络与信息安全学院
中国航空工业集团西安航空计算技术研究所
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出处
《电子学报》
北大核心
2025年第3期765-781,共17页
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基金
国家自然科学基金(No.92267204,No.62232013,No.U24A20243)。
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文摘
作为信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)的典型设备之一,无人机使用方便、对作业环境要求低、灵活性强,已广泛应用于农业、工业、军事等领域.其中,飞行控制系统是无人机核心基础服务,保障无人机遥测感知、通信覆盖、测绘救灾等应用的有效执行.但多变的物理环境、复杂的功能结构使无人机飞行控制系统在开发过程中容易引入各类软件安全问题,导致无人机发生劫持、坠毁、失控等严重问题.如何检测无人机飞控软件系统的安全问题变得非常重要.现有的大多数无人机异常检测技术依靠数字世界构造输入,难以及时发现无人机逻辑安全的问题,本文提出一种支持物理交互的无人机飞控软件安全检测方法,将静态与动态分析方法相结合,用模糊测试方法对无人机飞行控制软件的安全性进行测试,结果表明该方法能够以97%的高覆盖率对无人机飞控任务进行安全检测,并根据测试结果进行无人机特征数据提取,基于该特征数据采用机器学习的方法训练出双重异常检测模型,在多组数据集上与现有检测方法进行对比,本文方法达到发现无人机异常状况97.5%的准确率,有效检测出无人机飞控软件系统中的已知安全问题.
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关键词
无人机飞控软件安全
模糊测试
异常检测
安全检测
机器学习
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Keywords
unmanned aerial vehicle flight control
fuzzing
software security
anomaly detection
security testing
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分类号
TP311
[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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