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区块链无人机网络

       在工业4.0环境中,所有程序都应尽可能智能化和自动化。最近的一项被称为“无人机”的技术对工业4.0产生了巨大的影响。它几乎应用于运输、制造和包装交付等所有行业。预计到2021年,商用无人机的应用将跨越1000亿美元的市场。Drone II 2019年的应用报告包含了80多家公司的730多个用例,分布在100多个国家。由此可见,无人机在工业领域的巨大潜力。

       我们将重点放在一个小型无人机的特例上,它用于将包裹、食物或其他货物从一个地方运送到另一个地方。交通运输是2019年无人机应用的第五大行业。自2013年以来,全世界运输业者都在致力于无人机包裹交付。像美泰网(Matternet)和轻浮公司(flingerey)这样的公司一直在使用无人机向农村地区运送药品,包括救灾物资。亚马逊(Amazon)、谷歌(Google)和联邦快递(Fedex)等老牌公司一直在借助无人机获得更便宜的邮递和包裹递送服务。对于那些根本没有道路基础设施的地区,无人机将是首选。无人机可以通过无人机网络将药品、货物和其他轻量物资运送到偏远地区,与修建一条长长的公路基础设施相比,无人机网络成本仅为前者一小部分。

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       为了实现上述用例,无人机必须与快速可靠的蜂窝网络连接(以连接和控制无人机)。移动网络非常适合低空和无人机网络。移动频谱可以提供广域、高质量和安全的连接,以增强无人机通信的安全性。有了5G技术,这些通信将变得更高效、更快。支持5G的无人机将拥有更大的带宽、更低的延迟(<1毫秒)和更高的可靠性(≡99.999%)。

       除了5G带来的好处外,它还存在一些尚未解决的缺点(安全和隐私问题)。无人机通信安全攻击的主要目的是控制、窃取其数据,或者在攻击向量中提及其定位传感器,如图1所示。将攻击向量分为三层:(i)数据采集层,(ii)无人机控制层,(iii)监控层。最顶层是数据监控层,它有地面军事系统。它从无人机的传感器获取数据并相应地采取行动。最底层有传感器,包括位置、空速、超声波、摄像头和温度传感器。该层称为数据采集层。中间层称为无人机控制层,它从底层获取数据并转发给地面军事系统,同时执行地面军事系统接收到的指令。最后,这一层还有一个无人机遥控器,在紧急情况下,如自动驾驶仪失灵或环境太复杂,没有经验丰富的飞行员和人类反应无法导航时,这是必要的。这个向量显示了对无人机可能的攻击。5G通信中可能存在的一些高风险攻击包括中间人(MIM)、注入、嗅探、GPS欺骗和拒绝服务,如图1所示。

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       图2 区块链无人机网络中的包裹交付

       它被分为三层,即(i)卖方层,(ii)网络层和(iii)买方层。买方层通过以太坊客户端通过5G通信信道通过BC网络从卖方层请求产品。买方和卖方层之间的SC在卖方层发起交货之前结算付款。然后,卖家用加密格式的数据(发件人地址、目的地地址、路径节点和UAV实时位置)启动产品交付。然后,再次执行SC,并验证买方和卖方之间所述的条款和条件。数据验证后,详细信息存储在BC网络中。BC网络中的数据非常安全(记录是不可变的),可靠(数据在所有参与节点验证后存储),并且易于跟踪(新的更新被添加到块中)。5G通信信道的加入降低了包裹递送系统的时延。它的uRLLC组件可以将延迟管理到<1ms。


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