一种可认证的群组密钥协商协议

群组密钥协商协议可以使得所有组员协商出一个相同的密钥,该密钥可以被用到后续的组员之间的安全通信中,保证群组通信的机密性、完整性和真实性。本文在可认证双方密钥认证协议和BD群组密钥协商协议的基础上,提出了一种可认证的群组密钥协商协议(ABD)。和BD相比,ABD不仅能抵抗被动攻击还能抵抗主动攻击。     

基于Spread协议的安全群组通信系统架构

在结合了Spread协议特点的基础上，提出了一个新的可扩展安全群组通信系统的架构，阐述了该结构下两层安全机制(客户端与后台程序以及后台程序之间)的建立与工作原理。同时通过实验验证了该架构的正确性与有效性。     

一种改进的动态对等群组分担式密钥协商协议

TGDH协议是一种较好的适合于对等群组的密钥管理方案,通过对该协议的分析,发现该协议在通信方式上存在不足,密钥更新协议使用了多余的消息,需要占用更多的带宽.本文通过设计一个求密钥关联集的预备算法,利用该算法重新设计了密钥更新协议,改进了TGDH密钥更新协议通信方式的不足.理论分析结果表明:改进后的协议有效降低了TGDH协议的通信负载和密钥存储负载,使通信带宽从O(nlogn)降低为O(n),节点的密钥存储量由O(n)降低为O(logn);仿真实验结果进一步表明改进后的协议具有更好的通信性能.     

基于m叉树与DH协议的组密钥协商协议

为在动态对等通信环境下提高群组密钥协商的高效性与可扩展性,提出一种将m叉树结构与DH协议有机结合的组密钥协商协议。该协议与TGDH协议相比,通过采用m叉树结构,降低树的高度,减少计算量,与GDH协议相比,通过采用逐层式协商,降低通信开销。采用可变m叉树平衡该协议的计算开销与通信开销,使之同时适用广域网与局域网环境。     

基于m叉树与DH协议的组密钥协商协议

为在动态对等通信环境下提高群组密钥协商的高效性与可扩展性,提出一种将m叉树结构与DH协议有机结合的组密钥协商协议。该协议与TGDH协议相比,通过采用m叉树结构,降低树的高度,减少计算量,与GDH协议相比,通过采用逐层式协商,降低通信开销。采用可变m叉树平衡该协议的计算开销与通信开销,使之同时适用广域网与局域网环境。     

群组安全协同多会话交谈系统设计与实现

介绍了基于组播的安全协同多会话交谈系统的设计与实现。讨论了组播技术涉及到的安全问题：信息的完整性、密钥管理、密钥分发等．提出一种新的基于组播的安全群组通信的模型及策略,并引入到协同多会话交谈系统中,对提出的模型和策略进行了验证。     

基于身份的可认证非对称群组密钥协商协议

非对称群组密钥协商协议(asymmetric group key agreement, AGKA)能使群组内部成员安全地传递信息.随着大规模分布式网络协同计算的发展,参加安全协同计算的成员可能来自于不同领域、不同时区、不同云端及不同类型的网络.现有的AGKA不能满足来自于跨域及异构网络之间群组成员的安全信息交换,且安全性仅局限于抗被动攻击.提出一种基于身份的可认证非对称群组密钥协商协议(identity-based authenticated asymmetric group key agreement, IB-AAGKA),该协议实现一轮非对称群组密钥协商,解决群组成员因时区差异而不能保持多轮在线密钥协商的问题;可实现匿名性与可认证性;支持节点的动态群组密钥更新,实现了群组密钥向前保密与向后保密安全性.在decisional bilinear Diffie-Hellman(DBDH)困难假设下,证明了协议的安全性,并分析了协议的性能.     

基于同态加密机制的无线群组密钥分配协议

根据无线群组通信的特点,基于同态加密机制采用集中式与分布式管理相结合的方法,提出一种新的安全无线群组密钥分配协议。该协议提供群组成员的认证和匿名性,具有前向保密性和后向保密性。协议初始化阶段完成了大部分计算,减少用户终端在协议执行过程中的计算量,满足无线群组通信的实时要求。分析表明,新协议安全性高,计算复杂度低,实时性好,简单且易于实现,适用于无线网络环境。     

IEEE802.16安全认证协议的形式化分析

目前,随着宽带无线网络的飞速,网络安全成为人们日益关注的一个问题。文章首先简单介绍了IEEE802.16两个版本的认证协议,然后利用BAN逻辑形式化分析方法,对PKMv1和PKMv2的认证协议分别进行了论证分析,指出了其中的安全漏洞,提出了改进措施,最后指明未来的研究方向。     

面向无人机群组的轻量动态密钥管理方案

针对无人机群组在军事对抗复杂环境中,网络拓扑结构动态变化,提出了一种面向无人机群组的轻量动态密钥管理方案,旨在解决无人机加入及退出、批量加入及退出、群组合并及分裂等网络拓扑动态变化导致密钥更新问题,同时在网络拓扑没有变化情况下进行本地周期性更新,提高无人机群组密钥更新效率。将参与构造的秘密信息分为用户空间、剩余空间和撤销空间,用户空间可以在接收密钥组管理器（key group manager,KGM）的广播消息后,计算恢复出会话组密钥,剩余空间和撤销空间无法计算恢复出组密钥。密钥更新过程中,KGM利用空闲时间提前在密钥池中选取密钥进行预计算处理,降低KGM因构造广播消息进行复杂计算导致的时延问题。分析和实验仿真表明,该方案具有前向和后向安全性、抗共谋攻击和节点撤销能力,与现有无人机密钥管理方案相比,该方案优化了计算和通信开销,且节点存储开销较小,适用于动态拓扑变化的无人机群组网络。     

四旋翼无人机自适应导航控制

研究四旋翼(Quadrotor)无人机导航控制问题。针对传统的四旋翼无人机导航控制方法的目标定位误差和实时性差问题,提出了基于CLOS技术的导航控制方法。采用CLOS技术所开发的导航控制系统使得四旋翼无人机能够在移动停机坪完成自主导航和着陆的任务,并详细研究了导航控制系统的设计和仿真。仿真结果显示了所设计的导航控制系统的性能和有效性,可应用于四旋翼无人机的实时导航。     

基于激光雷达的无人驾驶3D多目标跟踪

无人驾驶汽车行驶是连续时空的三维运动, 汽车周围的目标不可能突然消失或者出现, 因此, 对于感知层而言, 稳定可靠的多目标跟踪(Multi-object tracking, MOT)意义重大. 针对传统的目标关联和固定生存周期(Birth and death memory, BDM)管理的不足, 提出基于边界交并比(Border intersection over union, BIoU)度量的目标关联和自适应生存周期管理策略. BIoU综合了欧氏距离和交并比(Intersection over union, IoU)的优点, 提高了目标关联的精度. 自适应生存周期管理将目标轨迹置信度与生存周期相联系, 显著减少了目标丢失和误检. 在KITTI多目标跟踪数据集上的实验验证了该方法的有效性.     

基于XML的无人机任务链模型

对无人机系统地面任务控制站与飞行器通信协议中的任务链进行了研究。根据功能将任务链分为航路计划、传感器计划、通信计划和控制权限交接计划4个部分，建立了能够支持复杂任务的任务链模型。采用XML语言对任务链进行表达，增强了任务链的标准性和通用性。最后实现了任务控制站通过任务链控制多架无人机协同执行任务的仿真。     

多无人机联合三维定位中的目标优化识别

在进行多无人机定位中的目标优化识别时,由于目标高度离散性大,目标距离特征具有较大的随机性,导致传统的采用时空MUSIC算法的多无人机联合三维定位中的目标优化识别方法,无法依据稳定的距离矩阵特征,获取目标高度或俯仰信息,无法准确识别目标,提出一种基于ML的多无人机联合三维定位中的目标优化识别方法,利用多无人机联合三维定位目标动态模型,依据回波数据随时获取目标的径向距离、方位角以及多普勒信息,对多无人机联合三维定位中的目标位置进行最大似然估计,实现目标的准确优化识别。仿真结果表明,所提方法具有很高的精度及有效性。     

基于云模型蜂群算法的无人机航迹规划

针对无人机(UAV)在复杂战场环境下的生存问题,提出了一种基于云模型的人工蜂群算法的航迹规划。在算法中引入一维正态云模型,利用云模型随机性和稳定性的特点来提高传统人工蜂群算法(ABC)的鲁棒性并避免陷入局部最优,同时引入一个新的概率选择策略来保证种群的多样性。采用改进算法来处理UAV的航迹规划问题时,首先将航迹规划问题通过建模转换成一个多维函数优化问题,然后结合云模型和ABC算法的优势,最后用UAV航迹规划任务对新算法进行测试。仿真实验验证了改进算法在解决UAV航迹规划上的可行性和优越性。     

面向车联网增值服务的匿名认证协议的密码分析与设计

车联网是智慧城市的重要组成部分,它能够提供道路安全、交通管理、自动驾驶和互联网内容分发服务.其中,内容分发服务是针对车辆或其驾乘人员的互联网增值服务,它面临着比传统互联网服务更严苛的安全挑战.面向车联网增值服务的密钥协商协议能够为其安全通信初始化会话密钥,但已有的多服务器协议大多存在匿名性和前向安全性脆弱的缺点.最近,Vasudev等人使用Hash函数设计了一种面向车联网增值服务的轻量级认证协议.密码分析显示该协议除了匿名性和前向安全性脆弱之外还存在因智能卡丢失导致系统主密钥泄露的致命缺陷.为了弥补这些不足,使用椭圆曲线密码和Hash函数设计了一种适用于车联网增值服务的认证密钥协商协议.安全分析显示,该提案能够满足随机预言模型下的认证密钥协商安全性,具有强匿名性和前向安全性,并且能够抵抗已知的互联网攻击.性能分析显示,所提协议安全性能优于同类协议、用户侧的通信开销至少降低了34%.     

一种基于区块链和secGear框架的车联网认证协议

车联网中,身份认证是安全的前提与核心技术,其不仅能够对发送数据的车辆进行合法性验证,还可以协商出临时会话密钥,从而保护关键数据的机密性。文章将区块链应用于认证协议中,设计了一种基于区块链和secGear统一机密计算框架的车联网认证协议,在满足抗抵赖要求的同时实现了跨区域认证,并采用secGear框架实现了认证表的机密计算,进一步保护了认证表的安全。文章利用AVISPA仿真工具和非形式化安全分析证明了协议的安全性,并通过NS3仿真实验与其他方案进行对比分析,证明了该协议具有更好的安全性和适用性。     

一种面向车联网通信的条件隐私保护认证协议

车联网可有效提高交通的效率和安全性,但通信过程中存在的隐私泄露问题严重阻碍了其应用落地。提出一种面向车联网V2X通信的条件隐私保护认证协议。针对现有协议大多仅支持车辆认证的局限性,基于用户身份和车辆身份信息生成车与用户绑定的生物密钥,使协议支持单车多用户或单用户多车认证。在保护用户和车辆身份的条件下完成对消息发送方的身份认证,并在特定情况下追溯车辆和用户的真实身份,从而实现对车辆和用户的条件隐私保护。同时,在协议中添加批量验证功能以提高验证效率。形式化的安全性分析和性能评估结果表明,该协议是安全且高效的。     

EGAKA:一种面向LTE-A机器类型通信的高效组认证与密钥协商协议

机器类型通信(Machine Type Communication,MTC)作为物联网的基础,有着广阔的市场和应用前景。LTE-A网络能够为MTC的发展提供有力的支持,第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project,3GPP)已经在3GPP标准Release10中正式定义了MTC。与普通的移动用户设备相比,MTC设备具有数量多、功耗低的特点,这给LTE-A网络的身份认证问题提出了新的挑战。当大量MTC设备同时接入网络时,如果每个设备都进行独立的身份认证过程,则会导致LTE-A网络出现严重的信令拥塞问题。同时,MTC设备由于计算资源有限,不宜做大量的运算。针对MTC网络中设备认证过程的信令拥塞问题,提出了基于聚合代理签名和消息认证码的组认证与密钥协商协议EGAKA。该协议采用聚合代理签名使得LTE-A网络可以同时验证多个MTC设备,并最小化认证过程中的信令开销。采用消息认证码的方法进行密钥协商,有利于降低MTC设备的计算开销。通过着色Petri网(Colored Petri Nets,CPN)的建模和分析,证明该协议能够正确完成认证和密钥协商。另外,通过在性能方面与文中引用的协议比较,证明该协议在信令开销和计算开销方面具有一定优势。     

Trajectory Tracking of Vertical Take-off and Landing Unmanned Aerial Vehicles Based on Disturbance Rejection Control

We investigate the trajectory tracking problem of vertical take-off and landing (VTOL) unmanned aerial vehicles (UAV), and propose a practical disturbance rejection control strategy. Firstly, the nonlinear error model is established completely by the modified Rodrigues parameters, while considering dynamics of the servo actuators. Then, a hierarchical control scheme is applied to design the translational and rotational controllers based on the time-scale property of each subsystem, respectively. And the linear extended state observer and auxiliary observer are used to deal with the uncertainties and saturation. At last, global stability of the closed-loop system is analyzed based on the singular perturbation theory. Simulation results show the effectiveness of the proposed control strategy.