公共のブロックチェーンベースのUAVトラフィック管理のための安全なLoRaドローン対ドローン通信

科学分野:

• 航空宇宙工学
• コンピュータ科学
• サイバーセキュリティ

背景:

• 視界を超えて飛行する無人航空機 (UAV) は,大きな衝突リスクに直面しています.
• 既存の集中型UAVトラフィック管理 (UTM) システムは,分散した飛行データを処理する上でセキュリティの脆弱性や非効率性を抱えています.
• 集中的なUTMシステムは,リアルタイムでのUAV操作に不可欠な低遅延通信を欠いています.

研究 の 目的:

• ドローン対ドローン (D2D) 通信を統合した安全な分散型UTMシステムを提案する.
• ドローン間の直接通信を通じてUAVの衝突回避能力を強化する.
• UAVの飛行データ管理のセキュリティと効率を向上させる.

主な方法:

• 公共のブロックチェーンベースのUTMシステムにSHA256ハッシュ関数とビット毎のXOR操作を使用するD2D通信プロトコルの統合.
• システムのセキュリティと機能性を検証するための概念証明の開発.
• 一般的なサイバー脅威に対する抵抗性を評価するセキュリティ分析

主要な成果:

• 提案されたシステムは,効率的な衝突回避のために,安全で直接的なD2D通信を可能にします.
• ブロックチェーンベースのUTMシステムは,有効な秘密鍵を持つ権限のあるエンティティのみが機密データにアクセスできるようにします.
• このプロトコルは,鍵の開示,敵の真ん中,リプレイ,追跡攻撃に対する強力なセキュリティを証明しました.

結論:

• 安全なブロックチェーンUTMフレームワーク内の統合D2Dプロトコルは,UAVの安全性と運用効率を大幅に向上させます.
• このシステムは,既存のソリューションと比較して最小限の計算 (0.01 ms) とストレージ (544-800 bit) のコストで優れたパフォーマンスを提供します.
• このアプローチは,BVLOSのオペレーションにおける複雑なUAVトラフィックを管理するためのスケーラブルで安全なソリューションを提供します.