1.一种无人机编队跨层验证方法,其特征在于,包括:响应于接收到待通信无人机的通信请求,根据通信请求向待通信无人机发送物理层挑战信号;其中,待通信无人机为待与自身通信的无人机,待通信无人机和自身均为依次在应用层完成了初步验证、在物理层完成了共享密钥提取的无人机;待通信无人机侧共享密钥和自身的共享密钥构成两者之间的共享秘钥;
响应于接收到待通信无人机反馈的当前时隙会话密钥和物理层响应信号,根据预先构建的无人机身份元组列表对当前时隙会话密钥进行搜索验证,提取与当前时隙会话密钥对应的待通信无人机侧共享密钥,采用物理层挑战信号的随机相位对物理层响应信号进行相位差修正,根据提取的待通信无人机侧共享密钥和修正后的物理层响应信号,对待通信无人机进行合法性验证;其中,无人机身份元组列表中存储有无人机之间的会话密钥;在待通信无人机中,物理层响应信号根据物理层挑战信号生成,物理层响应信号封装有待通信无人机侧的共享密钥;
时隙为通信持续时间等步长划分后的时隙,时隙对应的会话密钥为:;
式中, 为第c个时隙第i1辆无人机于第j1辆无人机之间对应的会话密钥,SDx和SDy为作为随机种子的随机二进制串, 为对于c次迭代输入SDx的哈希函数*值,{0,1}为0和1组成的所有可能的二进制串, 为0和1组成的长度为N1的二进制串, 为对于C‑c+1次迭代输入SDy的哈希函数值;
物理层挑战信号为具有均匀分布在[0,2π)上的随机相位、频率为f1~fN的正弦信号, N为发送物理层挑战信号的子载波数量;
待通信无人机生成的物理层响应信号为:
;
式中,ra(t2)为t2时刻接收到的待通信无人机反馈的物理层响应信号,hi为第i个子载波的信道系数, 为待通信无人机共享密钥kb的第i个部分映射于物理层响应信号第i个子载波的相位, ,M为2位的灰度码映射操作,kb,i为待通信无人机共享密钥kb的第i个部分,Es为信号能量,T为信号持续时间, 为物理层挑战信号中第i个子载波与第n个子载波相位差的估计值, 为第n个子载波的信道相位响应;
修正后的物理层响应信号为:
;
式中, 为 时刻修改后的物理层响应信号,θi为物理层挑战信号的第i个子载波的随机相位,θn为物理层挑战信号的第n个子载波的随机相位, ,为 与自身接收到物理层响应信号中第i个子载波的相位 的差值;
根据提取的待通信无人机侧共享密钥和修正后的物理层响应信号,对待通信无人机进行合法性验证,包括:根据 修 正 后的 物 理层 响 应信 号 ,计 算 ;其 中 ,为 的圆方差, 为 时刻第i个子载波对应的
修正后的物理层响应信号, 为 的相位;
若 小于
,则待通信无人机合
法;其中, 为 的情况下收到待通信无人机的应答的概率, 为 的情况下收到第三方无人机的应答的概率,第三方无人机为冒充待通信无人机的其他无人机,ke是第三方无人机随机生成的密钥, 为第三方无人机侧共享密钥ke的第i个部分映射于物理层响应信号第i个子载波的相位,ke,i为第三方无人机侧共享密钥ke的第i个部分, 为自身从物理层响应信号中提取到第i个子载波与ke,i匹配的概率, 为自身接收第三方无人机发来物理层响应信号第i个子载波的相位;
若 不小于
,则待通信无人机不合
法,调整共享密钥提取方法中的量化区域,重新提取共享密钥,重新进行待通信无人机合法性验证。
2.根据权利要求1所述的无人机编队跨层验证方法,其特征在于,无人机进行初步验证的过程包括:向初始化后的受信任/证书颁发机构进行注册;
响应于接收到注册完成的待通信无人机的应用层通信请求,与待通信无人机进行相互身份认证。
3.根据权利要求2所述的无人机编队跨层验证方法,其特征在于,若相互身份认证不通过,向受信任/证书颁发机构发送举报信号,响应于接收到受信任/证书颁发机构反馈的待通信无人机真实身份,判定相互身份认证通过;其中,受信任/证书颁发机构根据举报信号对两端无人机的真实身份进行跟踪。
4.一种无人机编队跨层验证系统,其特征在于,包括:物理层挑战信号模块,响应于接收到待通信无人机的通信请求,根据通信请求向待通信无人机发送物理层挑战信号;其中,待通信无人机为待与自身通信的无人机,待通信无人机和自身均为依次在应用层完成了初步验证、在物理层完成了共享密钥提取的无人机;待通信无人机侧共享密钥和自身的共享密钥构成两者之间的共享秘钥;
合法性验证模块,响应于接收到待通信无人机反馈的当前时隙会话密钥和物理层响应信号,根据预先构建的无人机身份元组列表对当前时隙会话密钥进行搜索验证,提取与当前时隙会话密钥对应的待通信无人机侧共享密钥,采用物理层挑战信号的随机相位对物理层响应信号进行相位差修正,根据提取的待通信无人机侧共享密钥和修正后的物理层响应信号,对待通信无人机进行合法性验证;其中,无人机身份元组列表中存储有无人机之间的会话密钥;在待通信无人机中,物理层响应信号根据物理层挑战信号生成,物理层响应信号封装有待通信无人机侧的共享密钥;
时隙为通信持续时间等步长划分后的时隙,时隙对应的会话密钥为:;
式中, 为第c个时隙第i1辆无人机于第j1辆无人机之间对应的会话密钥,SDx和SDy为作为随机种子的随机二进制串, 为对于c次迭代输入SDx的哈希函数*值,{0,1}为0和1组成的所有可能的二进制串, 为0和1组成的长度为N1的二进制串, 为对于C‑c+1次迭代输入SDy的哈希函数值;
物理层挑战信号为具有均匀分布在[0,2π)上的随机相位、频率为f1~fN的正弦信号, N为发送物理层挑战信号的子载波数量;
待通信无人机生成的物理层响应信号为:
;
式中,ra(t2)为t2时刻接收到的待通信无人机反馈的物理层响应信号,hi为第i个子载波的信道系数, 为待通信无人机共享密钥kb的第i个部分映射于物理层响应信号第i个子载波的相位, ,M为2位的灰度码映射操作,kb,i为待通信无人机共享密钥kb的第i个部分,Es为信号能量,T为信号持续时间, 为物理层挑战信号中第i个子载波与第n个子载波相位差的估计值, 为第n个子载波的信道相位响应;
修正后的物理层响应信号为:
;
式中, 为 时刻修改后的物理层响应信号,θi为物理层挑战信号的第i个子载波的随机相位,θn为物理层挑战信号的第n个子载波的随机相位, ,为 与自身接收到物理层响应信号中第i个子载波的相位 的差值;
根据提取的待通信无人机侧共享密钥和修正后的物理层响应信号,对待通信无人机进行合法性验证,包括:根据 修 正 后的 物 理层 响 应信 号 ,计 算 ;其 中 ,为 的圆方差, 为 时刻第i个子载波对应的
修正后的物理层响应信号, 为 的相位;
若 小于
,则待通信无人机合
法;其中, 为 的情况下收到待通信无人机的应答的概率, 为 的情况下收到第三方无人机的应答的概率,第三方无人机为冒充待通信无人机的其他无人机,ke是第三方无人机随机生成的密钥, 为第三方无人机侧共享密钥ke的第i个部分映射于物理层响应信号第i个子载波的相位,ke,i为第三方无人机侧共享密钥ke的第i个部分, 为自身从物理层响应信号中提取到第i个子载波与ke,i匹配的概率, 为自身接收第三方无人机发来物理层响应信号第i个子载波的相位;
若 不小于
,则待通信无人机不合
法,调整共享密钥提取方法中的量化区域,重新提取共享密钥,重新进行待通信无人机合法性验证。
5.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行权利要求1 3任一所述的方法。
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6.一种计算机设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器、以及一个或多个存储器,一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1 3任一所述的方法的指令。
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