面向跨域无人机边缘网络的区块链辅助可撤销能力凭证认证协议

《Scientific Reports》：Blockchain-assisted revocable capability credential authentication for cross-domain UAVs

　　

摘要

跨域无人机作业需要在多个管理域之间实现安全且隐私保护的认证。然而，现有方案仍面临授权中心化、任务属性暴露、撤销一致性不足以及可审计性有限等问题。为了解决这些问题，本文提出了一种面向跨域无人机边缘网络的区块链辅助可撤销能力凭证认证协议。该协议的主要创新之处在于，将跨域无人机认证从以身份或位置为中心的验证转变为面向任务能力的生命周期感知撤销验证。在提出的框架中，域授权委员会通过分布式密钥生成和门限BLS签名联合发布盲能力凭证。随后，无人机使用Groth16零知识证明来验证任务策略合规性，而无需暴露敏感的能力属性。与此同时，区块链维护凭证的活动状态、撤销版本以及审计根证据，以确保跨域一致性和责任可追溯。此外，还设计了一种基于票据的AuthResume机制，以减少重复认证开销，同时防止过期票据绕过撤销。形式化安全分析、BAN逻辑以及Scyther验证表明，该协议支持凭证不可伪造性、撤销强制执行、可审计性、双向认证、新鲜性以及会话同步。Solidity智能合约已部署在Sepolia测试网上，实验结果表明，FullAuth具有可接受的开销，并通过AuthResume实现了轻量级的重复访问。