无人机组网的网络结构与网络对抗应对之策

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　　摘要：随着科技的发展，人们对未知领域的探索也拉开帷幕，面对着高风险、高强度的任务，人们开始用无人机代替载人飞机执行任务，这也是大势所趋，形势所迫。无人机实际上是一种由无线电遥控控制的设备，其中一些是由预先编程的程序控制的，又被人称为遥控驾驶航空器。
　　关键词：无人机；网络结构；应对策略
　　军用无人机集预警探测、情报侦察、精确火力、编队协调等高新技术于一体，作为武器装备系统的新前沿，在近期战争中发挥出越来越重要的作用，并显示出良好的应用前景，为世界各国所重视。目前，无人机在民用和军事领域发展都十分迅速，在一些科技发达的国家已经得到广泛应用。而网络技术和网络对抗作为信息化战争中的重要力量，将在反无人机行动中发挥利刃般重要作用，同时对反恐维稳等非战争军事行动中应对恐怖组织等利用无人机进行突袭提供了有效的应对措施。
　　一、无人机组网的网络结构
　　单架无人机的效能是是微乎其微的，无人机群只有通过网络化，与整个战场无线网络紧密相连，才能产生强大的战斗力，也即“1+1>2”效果。
　　（一）网络化无人机系统组成
　　主控制站、发射回收控制站、通信系统和若干无人机等部分共同组成了中远程网络化无人机系统，主控制系统主要负责控制无人机到达预定作战区域，完成相应的侦察或作战任务。发射回收系统负责引导无人机的起降。无人机网络系统装备多架无人机，通过移动自组网（Ad-Hoc，点对点）进行互联，可由主控站同时控制。通信系统负责将地面遥控信号传输给无人机，将无人机飞行参数传感器获取的遥测信息和机载任务传感器获取的任务信息传输到主控站。无人机无需地面固定基站的信号处理和转发，即可实现信息共享。
　　（二）组网无人机群的网络拓扑结构
　　无人机组网的网络拓扑结构与移动Ad-Hoc网络的网络体系结构有着必然的联系：它采用分层分布式控制结构，即“分级结构”。其优点在于路由选择是由网络中的少量的节点（簇头）来完成，既减少了节点间的网络信息交换，又克服了路由控制过于集中的缺点，非常适合对网络抗毁性能要求很高的无人机组网。组网无人机群的网络是3层分级的拓扑结构，包括主干层、战术层和任务层。在最高层，即主干层，卫星通信系统主要由战术卫星、战略卫星和民用卫星组成，以满足从战略层面到战术层面的全方位信息传输和中继需求；在战术层，即大气层以下是各种以无人机为核心的空中信息转发平台，无人机群位于一定范围内，可以形成空中多跳自组织结构网络；在最低任务层，各类战术无线电网络应与地面千瓦网无缝连接，充分利用地面千瓦网的传输能力，支持各类地面作战单位的通信。
　　（三）无人机中的无线传感器网络
　　无人机通过自身的传感器，以及结合各种离机的传感器来获取信息，有利于处理大量的数据流。无人机系统可以确保无人机收集的信息可以通过安全可靠的跨战区通信能力传输给后指挥官甚至是远程用户。随着指挥员对战场形势的要求越来越高，越来越多的传感器被无人机用于感知战场上的情况，传感器网络变得越来越密集。这样可以保证无人机飞行控制系统的自主能力，并能传输由众多机载传感器采集的数据。
　　二、网络对抗的应对策略
　　（一）对无人机组网的攻击
　　无人机组网网络并非天衣无缝、无懈可击的，也不可避免地存在技术“弱点”。
　　这是因为在实战过程中，网络通信和指挥传输必须采用无线方式，才能适应“动中通”的作战需要。
　　采用无线传输的网络信号不可避免的暴露在开放的电磁空间中，这就为对方实施网络电磁一体攻击打开了“易受攻击窗口”。
　　此外，敌无人机主要依靠机载电子侦察设备进行实时侦察。无人机电子设备实时识别真假目标的能力有限。鉴于这些特点，我们可以在战时采用“伪装欺骗”战术。首先，利用敌方雷达、微波中继站和网络处理节点接入敌方网络。然后，根据各种目标的暴露特性，分析了无人机携带的各种侦察装备的特点及其发现目标的能力。我们应该充分利用新的伪装技术，伪装设备，伪装，掩护我们重要的军事设施，导弹发射阵地等，以达到隐藏和欺骗的目的。其次，如果已经预先判明了敌反辐射无人机，则可以在敌机的飞行轨迹上设置诸如假雷达和假电磁辐射源的目标，以欺骗他们攻击假目标并消耗敌人的反辐射无人机。
　　（二）在传感器网络路由选择上的攻击
　　很多传感器网络路由选择协议十分简单，因此对来自ad-hoc网络的路由选择的攻击有时敏感。以下讨论几种对传感器网络的大多数网络层的攻击方式：
　　1、欺骗、更改或者回放路由选择信息
　　对路由协议最直接的攻击是针对节点间交换的路由信息。通过欺骗，篡改或回放路由选择信息，攻击者可以创建循环路由，引诱或抵抗网络流量，延长或缩短源代码路由，产生虚假的錯误报文，划分网络、增加端到端的潜伏等。
　　2、选择性向前转发
　　Multihop网络经常基于这样的假设：参与节点将忠实地转发得到的报文。在此类攻击中，恶意节点拒绝转发可靠的消息，并可能完全丢弃这些消息，以确保它们不会进一步传播。这种攻击的简单形式是：恶意节点像黑洞一样拒绝传送它遇见的每个分组。但是，这样的攻击者可能会让相邻的节点断定他失败了，并决定寻找另一条路由。更巧妙的攻击形式是当入侵者选择性地发送分组时的攻击。入侵者热衷于隐藏或修改从很少节点处传来的分组的源地址，并能可靠地转发剩余的通信量，进而限制对他的不正当行为的怀疑。当人侵者已经明确地阻塞路途中的数据流，选择性向前转发的攻击通常非常有效。但是下面的技巧是很难对付的：一个攻击者偷听经过相邻节点的一个数据流，因为阻塞能选择性向前转发或在每个感兴趣的传送包上引起冲突。例如：在一个网络里每对相邻的节点用唯—密钥初始化跳频或者传播扩频通信，对一个敌手来说发动类似的攻击是非常困难的。
　　3、Sybil 攻击
　　在sybil攻击里，一个节点可以为网络中的其他节点提供多个身份。Sybil 攻击能明显降低容错技术模式的效果，比如：分配存储器、多路径路由选择及拓扑维修。副本、存储器分区或多路由能利用入侵者提供的多重身份拆分节点。Sybil攻击对GRP（地理路由选择协议）也会造成严重威胁。位置感知路由选择（Locationaware routing通常 要求节点与它们的邻居交换坐标信息，以寻址有效的地理路由数据包，期望节点接受来自每个邻居的一系列坐标中的一个。但是利用sybil攻击，入侵者可以“同时出现在多个位置”。
　　三、结束语
　　新的战争形态，呼唤新型武器装备的出现，科学技术的高速发展，将催生新型的武器装备，无人机正是现代高科技条件下催生出的新型战争武器；另一方面，新型武器装备又将影响战争形态，无人机正以其特有的战略战术特点改变着战争形态。未来的战场将是无人机大显身手的舞台。为了能在未来高技术局部战争中争取主动，认真研究反无人机战法，对加强我军军事斗争准备有着极其重要的意义。
　　参考文献
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　　（作者单位：国防科技大学）
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