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申请/专利权人：南京大学

摘要：一种基于分层区块链和物理不可克隆函数的无人机群认证系统，基于生成PUF响应单元、地面基站注册单元、无人机群内认证单元；在无人机向地面基站注册之前，调用建立挑战模块，无人机利用物理不可克隆函数技术来生成一个独特的挑战‑响应对，获得N比特响应值；在生成PUF响应单元中，调用生成密钥模块，无人机截取PUF响应的前K比特，将其作为加密密钥；无人机记录下的挑战‑响应对的加密密钥和辅助数据，作为无人机的注册信息，调用请求注册模块，向地面基站提交注册请求；地面基站收到无人机任务后，地面基站调用广播模块，广播模块动态构建子区块链，将任务涉及的所有无人机纳入其中，并将主区块链中的信息同步到子区块链。

主权项：1.一种基于区块链和物理不可克隆函数的无人机群认证系统，其特征是，基于三个单元：生成PUF响应单元、地面基站注册单元、无人机群内认证单元；生成PUF响应单元包括建立挑战模块、生成密钥模块、生成辅助数据模块；地面基站注册单元包括请求注册模块、验证注册模块；无人机群内认证单元包括广播模块和认证模块，实现无人机群内的去中心化身份验证的功能；步骤如下：步骤1、在无人机向地面基站注册之前，调用建立挑战模块，无人机利用物理不可克隆函数技术来生成一个独特的挑战-响应对，获得N比特响应值；在生成PUF响应单元中，调用生成密钥模块，无人机截取PUF响应的前K比特，将其作为加密密钥；最后调用生成辅助数据模块，无人机对截取的密钥进行编码，然后将编码后的数据与PUF响应值进行异或运算，生成辅助数据；这些辅助数据在稳定PUF对热噪声和环境变化外部因素的响应方面发挥着至关重要的作用，使得在提供相同挑战时，能重现对应的PUF挑战；步骤2、无人机记录下步骤1中的挑战-响应对的加密密钥和辅助数据，作为无人机的注册信息，调用请求注册模块，向地面基站提交注册请求；地面基站的请求注册模块为无人机分发一个永久ID，同时无人机利用生成的PUF挑战和生成辅助数据，将无人机的注册信息编码为动态验证码DIC，把注册信息和动态验证码发送给地面基站；地面基站接受后，调用注册单元中的验证注册模块，通过对注册信息进行同样编码计算，验证动态验证码的合法性；如果此动态验证码合法，则调用智能合约的register函数，根据无人机的地址，将无人机的注册信息记录到注册表中；无人机将永久ID编码为区块链地址；当需要从系统中移除某架无人机的信息时，可以通过生成一个注销交易来实现；步骤3、地面基站收到无人机任务后，地面基站调用广播模块，广播模块动态构建子区块链，将任务涉及的所有无人机纳入其中，并将主区块链中的信息同步到子区块链；同时将本次验证的协商参数和所用哈希函数广播给参与验证的无人机；请求验证的无人机调用认证模块，无人机认证模块通过比较请求验证的无人机再现响应和注册信息的比较判断认证是否成功，认证成功后将无人机的密钥作为通信的密钥，认证失败后将失败的日志记录在子区块链中，在任务结束后可以同步到主区块链中，记录给地面基站；在无人机群协作任务时，每间隔一段时间t都要调用认证模块；广播模块动态在无人机群内同步构建子区块链，同步群内无人机的信息，实现了无人机群内认证与通信都脱离与地面基站交互的结果。

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百度查询： 南京大学 一种基于区块链和物理不可克隆函数的无人机群认证系统