基于联盟链的无人机跨域认证方案

来源：计算机工程与应用杂志2026年第11期北京时间：

作者：陈东东, 刘亚丽, 丁徐杰, 郭鹏, 周毅

单位：1.江苏师范大学 计算机科学与技术学院，江苏 徐州 221116；2.南京大学 计算机软件新技术全国重点实验室，南京 210023；3.桂林电子科技大学 广西密码学与信息安全重点实验室，广西 桂林 541004；

摘要：随着无人机技术的发展，跨域认证在无人机安全通信中变得至关重要。然而，现有跨域认证方案普遍存在跨域认证效率低、跨域证书管理复杂以及安全性不足等问题，难以适应资源受限的无人机网络场景。因此，提出了一种基于联盟链的无人机跨域认证方案CBCD-ASD。该方案设计了一种基于联盟链的跨域认证机制，实现了无人机在不同区域间的跨域认证，确保了无人机证书信息的安全性；采用了一种分布式证书管理与更新机制，保证了跨域无人机身份验证的可靠性，提升了跨域认证的实时性；提出了一种无人机动态加入和撤销机制，增强了系统的灵活性和安全性。三种机制相互支撑：跨域认证机制保障身份验证的准确性，证书管理机制确保证书的有效性与一致性，动态加入与撤销机制提升系统的适应性与安全防护能力。此外，采用ProVerif、BAN逻辑和Dolev-Yao模型对CBCD-ASD的安全性进行分析与证明，结果表明，CBCD-ASD能够有效抵御中间人攻击、内部攻击等多种恶意攻击，满足多种无人机网络安全需求。性能分析显示，CBCD-ASD在安全性和性能之间达成了良好的平衡，跨域认证阶段计算开销仅为8.206 ms，相较于现有方案，跨域认证效率最高提升了73.147%。Fisco Bcos和Hyperledger Fabric双区块链平台实验结果表明，CBCD-ASD所设计的智能合约在200~1 000个并发交易下的资源消耗、交易时间、吞吐量以及交易延迟等方面具有较高的性能优势，整体性能稳定，适用于无人机跨域认证场景。

关键词：无人机,跨域认证,联盟链,BAN逻辑,ProVerif,Dolev-Yao模型

基金资助：国家自然科学基金（61702237）；南京大学计算机软件新技术全国重点实验室资助项目（KFKT2025B54）；徐州市科技计划项目（KC22052）；广西密码学与信息安全重点实验室（桂林电子科技大学）研究课题（GCIS202114）；福建省网络安全与密码技术重点实验室（福建师范大学）开放课题（NSCL-KF2021-04）；江苏师范大学研究生科研与实践创新计划项目（2024XKT2579，2024XKT2635，2024XKT2633，2025XKT1441）；教育部产学合作协同育人项目（202