1以色列具備“接管”無人機(jī)能力？　　

據(jù)外媒報道，在以色列國土安全部舉辦的自主系統(tǒng)與機(jī)器人技術(shù)展覽會上，以色列一家公司展示了一款代號為“EnforceAir”的新型反無人機(jī)系統(tǒng)(以下簡稱EA系統(tǒng))。，時長02:14　　視頻顯示，當(dāng)2架無人機(jī)進(jìn)入EA系統(tǒng)預(yù)設(shè)的警戒保護(hù)空域時，系統(tǒng)會自動報警、識別和跟蹤目標(biāo)，并在用戶界面上顯示其位置。在確認(rèn)目標(biāo)無人機(jī)非己方設(shè)備后，系統(tǒng)的自主反無人機(jī)模式啟動，切斷原有“人-機(jī)”聯(lián)系，計(jì)算出安全路線，自動編程后向目標(biāo)無人機(jī)發(fā)送指令，控制其在預(yù)定點(diǎn)著陸。　　EA系統(tǒng)采用緊湊型結(jié)構(gòu)，主要包括三腳架、無線電系統(tǒng)和天線罩3部分，總重約54千克，由2人攜行，單人在幾分鐘內(nèi)可完成安裝工作。該系統(tǒng)既可固定部署，也可加裝在各型車輛和艦船上，最大限度發(fā)揮作戰(zhàn)靈活性。其作戰(zhàn)目標(biāo)主要針對中大型無人機(jī)?！　A系統(tǒng)設(shè)有自動和手動模式，通常采用自動模式工作。在確定無人機(jī)“非法”身份后，由系統(tǒng)操作員點(diǎn)擊“接管”選項(xiàng)。該系統(tǒng)僅可用于反無人機(jī)作戰(zhàn)，不能用于監(jiān)視活動，也不能用于搜集、使用、共享或存儲數(shù)據(jù)?！　∨c傳統(tǒng)反無人機(jī)系統(tǒng)不同，EA系統(tǒng)既不依賴?yán)走_(dá)或光學(xué)設(shè)備探測目標(biāo)無人機(jī)，也不依賴動能打擊或電子干擾清除無人機(jī)威脅，而是通過自主執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)控制程序，入侵目標(biāo)無人機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，在切斷目標(biāo)無人機(jī)與原操控員聯(lián)系后，“接管”其后續(xù)飛行活動，使其安全著陸，最終消除隱患。

以色列具備“接管”敵方無人機(jī)能力?EA系統(tǒng)的原理是什么?EA系統(tǒng)能夠破解無人機(jī)通信協(xié)議?帶著這些問題，筆者查閱了相關(guān)資料，進(jìn)行剖析解讀。

2什么是無人機(jī)通信協(xié)議？　　

我們都知道，民用無人機(jī)可以申請使用：　　·840.5-845MHz　　·1430-1444MHz　　·2400-2476MHz(以下簡稱2.4GHz)　　·5725-5829MHz(以下簡稱5.8GHz)　　用于遙控、遙測、信息傳輸鏈路?！　?40.5-845MHz頻段用于民用無人機(jī)的上行遙控鏈路，其中841-845MHz頻段可采用時分方式用于民用無人機(jī)的上行遙控和下行遙測鏈路?！　?430-1444MHz頻段用于民用無人機(jī)下行遙測與信息傳輸鏈路，其中1430-1438MHz頻段用于警用無人機(jī)和直升機(jī)視頻傳輸，其他民用無人機(jī)使用1438-1444MHz頻段?！　∶裼脽o人機(jī)使用2.4GHz、5.8GHz頻段頻率不得提出無線電干擾保護(hù)要求。雖然我們都知道各廠商無人機(jī)通信頻段，但均采用了不同的通信協(xié)議加密技術(shù)，該技術(shù)屬公司產(chǎn)品核心技術(shù)，一方面能夠使公司保持市場競爭能力，另一方面能夠防止別人破解，保證數(shù)據(jù)安全。

　　為了解決這個問題，劉惠等提出了一種通用指控平臺架構(gòu)(如圖所示)，不難看出，為了兼容各廠商通信協(xié)議，該系統(tǒng)提供功能、算法庫，主要實(shí)現(xiàn)載荷協(xié)議、鏈路協(xié)議、飛控協(xié)議匹配。接管無人機(jī)的本質(zhì)，就是破解這些協(xié)議，也就是破解其中的加密算法。

這些通信協(xié)議能不能破解，我們首先需要弄明白，通信協(xié)議是怎么加密的?

3無人機(jī)通信協(xié)議如何加密？　　

所謂加密通常是指發(fā)送方利用加密鑰匙以及加密函數(shù)，將一個信息(或稱為明文)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)變后沒有意義的信息發(fā)送到接收方，轉(zhuǎn)換后的信息通常稱為密文。隨后接收方再利用解密函數(shù)以及解密鑰匙，將接收到的沒有意義的密文還原成為原始的信息，即明文，從而完成一個加解密的過程。由此可知，一個加密系統(tǒng)主要由五個部分組成，分別為明文空間M、密文空間C、密鑰空間K、加密函數(shù)E以及解密函數(shù)D?！　?1)明文空間M：所有需要加密的信息集合，可以包括文本信息、圖像信息、語音信息以及視頻信息等。那么，無人機(jī)通信信號需要加密哪些內(nèi)容?換而言之，無人機(jī)通信信號具體包含哪些參數(shù)。按照不同的功能需求，包含載荷參數(shù)、鏈路參數(shù)、飛控參數(shù)等，還可進(jìn)一步細(xì)分為上行參數(shù)和下行參數(shù)，這些參數(shù)主要包含飛機(jī)識別碼、地面坐標(biāo)及位置信息、GPS信息、姿態(tài)數(shù)據(jù)、載荷操控等等，這些數(shù)據(jù)根據(jù)需要按照不同傳輸頻率進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)的是對用戶應(yīng)用層的加密。此外，根據(jù)無線電通信技術(shù)特點(diǎn)，各無人機(jī)廠商還可以采用多天線技術(shù)、協(xié)作干擾技術(shù)和信道編碼技術(shù)等，對無線電物理層進(jìn)行加密，使發(fā)送端到合法接收端信息量最大，利用無線信道的噪聲和隨機(jī)衰落特性等，讓所有破譯者獲取的信息盡可能少，從而使破解的難度大大增大?！　?2)密文空間C：上述信息被加密之后的集合。各廠商對無人機(jī)通信信號進(jìn)行加密，形成密文。由于信號發(fā)射器元器件存在非線性差異造成的，因?yàn)闊o人機(jī)信號發(fā)射器電子元器件存在制造容差和漂移容差。這使同一批次生產(chǎn)的無人機(jī)無線通信設(shè)備的硬件參數(shù)也會存在細(xì)微差異，也就是“無人機(jī)指紋”。這兒可以側(cè)面反映，市面無人機(jī)探測設(shè)備可以通過探測信號，分析提取無人機(jī)的信號特征。若需完全破解協(xié)議，要對獲取的密文進(jìn)行破譯，找到密鑰?！　?3)密鑰空間K：是指所有密鑰的集合。密碼保密的關(guān)鍵在于通信雙方事先已經(jīng)約定好了密鑰。因此，能否切實(shí)有效地發(fā)揮出加密機(jī)制的作用，其關(guān)鍵在于密鑰的管理，例如密鑰的生成、密鑰的分發(fā)、密鑰的保管、密鑰的使用以及作廢等過程。從這筆者推斷，無人機(jī)通信信號的加密也遵循以上規(guī)律，各廠商根據(jù)自己的需求，對通信協(xié)議進(jìn)行了加密，過程涉及密鑰的生成、密鑰的分發(fā)、密鑰的保管、密鑰的使用以及作廢等過程，有的加密密鑰和解密密鑰是相同的，有的加密密鑰和解密密鑰各不相同，這里最核心的是加密和解密函數(shù)。　　(4)加密函數(shù)E：是指將明文轉(zhuǎn)換成為密文的算法，可以表示為C=E(K,M)。筆者查閱相關(guān)資料感到，目前加密非常復(fù)雜，就無人機(jī)用戶層加密涉及RC4、DES、AES、CRC等方式，若聯(lián)系物理層相關(guān)加密技術(shù)，破解難度將非常大。當(dāng)然，不同的算法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，理論上具有破解的可能。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，破解無人機(jī)操控協(xié)議難度是非常大的。比如DES加密，該算法是迄今為止最典型的對稱加密算法，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的運(yùn)用，是分組密碼的代表之一，算法是對稱密碼的一種。但是自算法提出以來，面臨著來自各方面的安全威脅，如窮舉攻擊，選擇明文攻擊等?！　?5)解密函數(shù)D：與加密函數(shù)相反，是從密文中將明文還原出來的算法，可以表示為M=D(K,C)=D(K,E(K,M))。無人機(jī)加密的通信信號，最終在接收端進(jìn)行解密，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)操作控制。

綜上分析，隨著無線電加密技術(shù)廣泛應(yīng)用，提取“無人機(jī)指紋”是可能的，破解無人機(jī)操控協(xié)議破解是幾乎不可能的，欲截取敵方無人機(jī)通信信號，實(shí)現(xiàn)“接管”無人機(jī)，難度是非常大的。特別是在反無人機(jī)作戰(zhàn)中，欲在短時間內(nèi)破解敵方無人機(jī)操控協(xié)議，并進(jìn)行接管，那更是難上加難。

4EA系統(tǒng)能夠“接管”無人機(jī)嗎？　　

筆者分析認(rèn)為，EA系統(tǒng)通過破解通信協(xié)議“接管”無人機(jī)的可能性不大，其技術(shù)路線是采用無人機(jī)干擾壓制技術(shù)，切斷無人機(jī)與地面站之間的通信，使無人機(jī)進(jìn)入自動導(dǎo)航模式，然后通過GPS誘騙技術(shù)，重新設(shè)定無人機(jī)航線的GPS坐標(biāo)”，將其誘騙至指定區(qū)域著陸。虛假指令與真正指令畢竟存在一定偏差，并未達(dá)到真正“接管”，只是利用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)上存在的漏洞，對其進(jìn)行欺騙。不難看出，EA系統(tǒng)不僅要具備切斷無人機(jī)與控制站之間的聯(lián)系，還需要具有一定的GPS信號破解能力，并發(fā)送與其信號特征相近的欺騙信號，其作戰(zhàn)效能如何有待進(jìn)一步考證。（專家供稿）