无人机在军事及民用海军领域的应用已引发对其安全性的关切。对其保护不应局限于动能战的物理域或电子战的电磁域。鉴于无人机对计算与通信系统的广泛依赖,还必须考虑网络威胁。为支持对无人机系统网络威胁的研究及安全解决方案的开发,本工作提出一个仿真平台,它不仅集成了网络域要素,还涵盖了物理域特性。该平台在容器化的机器人操作系统2框架上实现,用于执行无人机的机载计算进程。Gazebo作为基于物理的仿真引擎被集成其中,在实验中为无人机的飞行动力学及环境交互提供高保真建模。此方法能够一致地评估网络行为如何影响无人机的物理行为。系统组件通过声明式的YAML配置进行定义,并实例化为确定性的、按集群的部署,从而允许多个隔离的集群实例在同一主机上并发执行且互不干扰。为评估该系统,我们进行了涉及在对抗条件下运行的无人机集群的实验。具体而言,我们实施了受控的UDP洪水攻击,该攻击使用专用的攻击者容器生成流量,这些流量指向DDS/RTPS通信所使用的相同IP地址和端口。仿真表明,洪水攻击会阻碍合法状态更新的及时送达,导致飞行器运动性能下降,其运动模式从连续轨迹转变为长时间悬停并伴有间歇性前移。这些实验结果证明了该系统支持对无人机应用中网络安全活动进行网络物理评估的能力。此外,对CyDronE所消耗计算资源的评估表明其具有良好的可扩展性。

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