[发明专利]一种面向微小型民用无人机遥控链路的通信协议提取方法

说明书

本发明公开一种面向微小型民用无人机遥控链路的通信协议提取方法，该方法通过芯片识别、芯片通信信号提取等方法中提取了协议的时间、频率、数据信息，通过无线信号捕获等方法提取了协议的数据格式。本发明使用低成本的软件定义的无线电设备，降低了通信协议提取的实现成本，其实现方法简便，手段灵活，且与无人机型号无关，同时对操作者的专业知识及技能要求低。

技术领域

本发明涉及民用无人机安全技术领域，尤其涉及一种面向微小型民用无人机遥控链路的通信协议提取方法。

背景技术

民用无人机技术在过去的几年中飞速发展，各类民用无人机在各类民事领域中的应用愈发广泛，在警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等诸多领域发挥了重要作用。它的广泛普及，促进了民用无人机技术的发展和应用。然而，在民用无人机技术为人们带来诸多便利的同时，它也为人们带来了诸多安全问题。比如，无人机作为一类体积小、灵活性高的飞行器，极有可能被不法分子利用进行人身攻击、非法闯入、偷窥探视、毒品运送等非法行为。同时，当无人机进入混合空域后，其飞行范围难以得到监管的问题也日益凸显，过去的两年内发生了多起黑飞无人机闯入机场空域、扰乱航班正常飞行的事件。

因此，如何有效地对民用无人机进行管制是一个急需解决的问题。传统的无人机反制技术一般基于物理反制，即利用雷达寻找进入敏感区域的无人机，然后通过发射激光等物理手段击落无人机。由于上述传统的管制方法实现成本高，通常难以广泛应用于各类民事场合，且目标无人机坠毁后很可能对地面人员的生命和财产安全造成伤害。

与此同时，目前已出现一种利用伪造遥控信号对无人机控制权限进行窃取的技术。在Black Hat 2016会议上，Nils利用ZigBee无线模块伪造了遥控信号，从而窃取了目标无人机的控制权。在2016年的3.15晚会上，Gmxp实现了对大疆Phantom3S无人机遥控信号伪造，并窃取了目标无人机的控制权。该类技术也可以应用于无人机管制技术中：一旦未知无人机进入敏感区域，我方识别目标无人机机型，然后伪造目标无人机遥控信号，直接获取目标无人机的控制权，继而控制目标降落，对非法闯入的无人机进行管控。

上述技术的实现均需要对目标无人机的遥控通信协议进行解析。目前，无人机遥控通信协议的解析方法研究较少，且大多基于理论推导，缺少具体的实现方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种面向微小型民用无人机遥控链路的通信协议提取方法，该方法对硬件性能要求低，成本小，且不受无人机型号限制。具体技术方案如下：

一种面向微小型民用无人机遥控链路的通信协议提取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：拆解无人机遥控器，获取相关芯片信息；开启无人机遥控器，采集无人机遥控器中主控芯片与射频芯片之间的通信数据，对通信数据进行分析，得到通信协议中时间、频率、数据信息；

步骤二：开启无人机遥控器，使用软件定义的无线电设备对空口中的无人机遥控信号进行采集，对采集得到的遥控信号进行解调，得到遥控信号0/1形式的数据；

步骤三：结合步骤一得到的数据信息，利用协议逆向分析方法对基带数据进行协议逆向，推导通信协议的数据格式。

进一步地，所述步骤一通过以下子步骤来实现：

(1.1)拆卸无人机的遥控器外壳，观察无人机遥控器的电路板并辨识射频芯片区域和微控制器区域。若射频芯片区域和微控制器区域有物理保护，无法直接观察区域内布局，则去除相关物理保护，通过芯片上印刻的芯片标识信息分辨芯片型号，并查询芯片所对应的相关芯片数据手册，得到通信协议中的信号发射频段，信号调制方式，射频层数据格式；所述的射频层数据格式是无人机遥控器中的射频芯片接收到待发射遥控信号后，将其进行封装处理后得到的数据报文的格式；