无人机作为一种尖端技术，迅速崛起，变革了各个行业和日常活动。这些飞行器配备了先进的传感器、摄像头和通信系统，使其能够在无需人类飞行员的情况下执行各种任务。
近年来，无人机行业见证了显著的进步。然而，这也引发了安全担忧，例如电子战、未经授权的监视以及无人机攻击的风险。政府和其他安全机构正在开发反无人机技术以减轻安全风险。
在这篇博客文章中，我们将深入探讨无人机安全领域以及识别和应对潜在漏洞的措施。
什么是无人机？
无人机，也被称为无人驾驶飞行器（UAV），是一种无需人类飞行员操作的飞机。它们由人类操作员或计算机系统远程控制。
无人机如何工作？
无人机通过以下三个组件工作：
硬件
无人机的硬件组件包括：
1. 飞行控制器 – 它是无人机的大脑。它处理数据并将飞行员的输入转化为指令。
2. 电子速度控制器 – 用于控制无人机的速度和方向。
3. 电源 – 无人机由电池、汽油发动机和其他电源供电。
4. 载荷 – 无人机配备了不同的载荷，包括摄像头和LiDAR传感器。它还可以携带医疗用品、食品供应和包裹等用于递送目的的载荷。
5. 无线电系统 – 无线电系统是关键组件，因为它们帮助无人机与操作员之间的通信。
6. 地面控制站 – 它是无人机操作中至关重要的组件。它作为用户界面，允许操作员控制无人机的移动。
7. 摄像头 – 无人机配备摄像头用于拍照和录像。
8. 传感器 – 无人机配备各种传感器用于导航和稳定。常见的传感器包括GPS、高度检测、LIDAR等。
协议
无人机使用的各种通信协议包括：
- MAVLink协议 – 它代表微型空中飞行器通信协议。用于无人机与地面控制站之间的信息交换。
- Wi-Fi协议 – 用于无人机与飞行员遥控器之间的通信以及实时视频流。
- 蓝牙协议 – 用于无人机与移动设备之间的短距离通信，如设置和配置任务。
- 串行总线协议 – 这是一种数字通信协议，通过一根电线传输多个控制信息通道。用于无线电发射器与飞行控制器之间的通信。
- Zigbee协议 – 用于短距离通信，设计为节能。
软件
无人机使用的软件包括：
- 固件 – 固件指的是嵌入在无人机硬件中的专用软件，特别是在飞行控制系统中。负责控制无人机的飞行操作和各种其他操作。它有助于飞行控制器与无人机其他组件之间的通信。
- 应用程序 – 指帮助操作无人机的软件。常见的应用类型包括：
- 无人机控制应用 – 允许无人机操作员与无人机互动并控制其的软件。
- 自主飞行应用 – 帮助用户计划和执行飞行任务。
- 仿真应用 – 提供虚拟环境，供用户练习飞行无人机而无需担心损坏真实无人机。对于训练和测试非常重要。
- 安全和合规应用 – 这些应用帮助无人机操作员了解禁飞区、法规和潜在风险。
攻击面
无人机的攻击面包括各种潜在的漏洞点，恶意行为者可能会瞄准这些点。包括：
- 无线通信 – 无人机使用无线通信协议进行通信，如果这些通信通道未得到妥善保护，恶意行为者可能会拦截、操纵和干扰信号。
- 物理访问 – 恶意行为者可以通过物理访问无人机来篡改无人机硬件、安装恶意软件并提取无人机中的敏感数据。
- GPS欺骗 – 通过发送虚假信号使无人机偏离预定路径。可以用来控制无人机。
- Wi-Fi热点攻击 – 使用Wi-Fi的无人机可能会连接到一个假Wi-Fi热点，连接后攻击者可以拦截流量并窃取数据。
- 固件 – 固件是控制无人机硬件的软件。固件中的漏洞可能允许恶意行为者控制无人机。
- 移动应用程序 – 无人机也可以通过移动应用程序控制，这些应用程序中的漏洞可能允许攻击者访问无人机。
- 拒绝服务（DoS）攻击 – 攻击者通过向无人机发送大量请求，使其无法执行预定任务。它会使系统超载。
攻击过程
侦察 – 在这个过程中，主要目标是收集关于目标无人机、其基础设施、通信协议及所有相关信息。信息从各种来源收集。包括以下活动：
- 识别无人机型号、制造商和规格
- 研究无人机使用的通信协议
- 收集无人机控制系统、软件和固件的信息
- 研究拥有和操作无人机的组织
枚举 – 在这个阶段，主要目标是识别具体的目标和潜在的弱点。包括以下活动：
- 搜索无人机上的开放端口和服务
- 识别活跃的网络服务和系统
- 收集网络配置和通信协议的信息
- 识别潜在的入口点
发现 – 在这个阶段，主要目标是发现漏洞和潜在的攻击向量。包括以下活动：
- 搜索无人机固件和软件中的漏洞
- 分析通信协议的弱点和潜在漏洞
- 调查网络设置中的潜在配置错误
- 查找无人机的网页界面、API和控制软件中的安全缺陷
- 查找无人机系统中的默认或弱密码
利用 – 在这个阶段，主要目标是积极利用已识别的漏洞。包括以下活动：
- 利用无人机控制系统、软件和固件中的漏洞
- 测试认证机制的弱点并尝试未经授权的访问
- 测试通信通道上的拒绝服务（DoS）攻击
- 测试引导加载程序中的漏洞
- 测试如侧载APK和Mavlink重放攻击等攻击方式
地面站的漏洞
地面站用于控制和管理无人机的操作。潜在的漏洞包括：
- 不安全的通信通道 – 地面站通过各种通道（如Wi-Fi、无线电频率或蜂窝网络）与无人机通信。如果这些通道缺乏适当的加密或身份验证，可能会容易受到未经授权的访问或窃听。
- 身份验证缺陷 – 实施不当的身份验证机制可能允许未经授权的个人访问地面站并查看敏感信息。
- 恶意软件 – 恶意软件攻击对无人机构成重大安全风险，可能导致未经授权的访问、数据泄露和整个无人机系统的妥协。它可以用来窃取敏感数据。
- 物理安全 – 未经授权的个人对地面站的物理访问可能导致篡改或数据盗窃，从而引发潜在的安全问题。
- 网络钓鱼 – 这是一种用于欺骗个人以窃取敏感数据（如登录凭据或信用卡信息）的技术。
用于渗透测试无人机的工具
- Wireshark – Wireshark 是一种网络协议分析器，可用于通过捕获和检查无人机与控制站之间的数据包进行数据包分析。它允许实时流量监控，有助于识别可能表明安全威胁的不规则情况。
- Dronesploit – Dronesploit 是一个渗透测试控制台框架，旨在评估无人机的安全性。它包括几个用于利用无人机漏洞的模块。
- Dronextract – Dronextract 是一个专为 DJI 无人机设计的数字取证套件。它允许用户分析传感器数据、可视化飞行路径并审计潜在的犯罪活动。
- Burpsuite – Burpsuite 是一种用于渗透测试 Web 应用程序的工具，可用于拦截和分析无人机与其地面控制站之间的通信。
- Apktool – Apktool 是一个反向工程工具，可用于反编译和分析 Android 应用程序。在无人机的情况下，该工具用于识别无人机应用程序中的漏洞。
- MobSF – MobSF 是一个开源的移动应用安全框架，用于分析 Android 和 iOS 应用的安全性。它还可以通过对无人机应用程序执行静态分析和动态分析来分析无人机应用程序。
- HackRF One – HackRF One 是最流行的软件定义无线电（SDR）设备，允许用户接收或发射来自无线电频谱的无线电信号。它可用于分析无人机通信、干扰无人机信号和欺骗无人机信号等任务。
- Nmap – Nmap 是一个开源网络扫描器，用于发现计算机网络上的主机和服务。该工具可用于查找无人机上可访问的网络，无论它们是传输还是接收数据。
- GNU Radio – GNU Radio 是一个开源软件工具包，旨在构建和探索软件定义无线电。该工具可用于信号分析、无人机检测、信号操纵和干扰。
- Ghidra – Ghidra 是一个免费且开源的反向工程工具，可用于分析和反向工程无人机使用的固件。
- Binwalk – Binwalk 是一个开源工具，可用于分析、反向工程和提取固件镜像。
无人机安全加固方案
- 使用强大且安全的通信协议
- 定期更新无人机的软件和固件
- 实施安全启动机制，确保在启动过程中加载经过认证的固件
- 强制执行强身份验证机制以访问无人机的控制系统
- 使用防火墙监控网络流量并保护无人机控制系统免受未经授权的访问
- 使用防病毒软件保护无人机免受恶意软件攻击
- 禁用不必要的服务和功能，以减少保护无人机的攻击面
- 避免使用公共 Wi-Fi 网络
- 仅授权人员应有权访问无人机及其组件
- 使用雷达系统、声学传感器和 DroneID 等无人机检测技术来识别和缓解潜在的安全威胁
结论
无人机继续在各个行业中引发变革，但其安全性仍然是一个优先事项。无人机技术的快速发展带来了各种漏洞和潜在的安全威胁，从未经授权的监视到无人机支持的攻击。为了解决这些风险，需要采取全面的安全措施，包括对通信协议进行强有力的加密、定期更新软件和固件以及实施安全的身份验证机制。
此外，使用无人机检测技术可以进一步增强安全措施。通过优先考虑无人机安全并采用主动的策略，我们可以在充分利用无人机潜力的同时，防范新兴的网络威胁。
