文章总结： 本文系统分析低空经济软件安全威胁，涵盖通信、固件、AI三层攻击面及对应防御方案。发现通信协议存在缺陷，单一防御不足，轻量级方案可行。建议部署多层次防护体系，推动量子抗性协议与跨领域安全经验迁移。 综合评分： 85 文章分类： IoT安全,移动安全,解决方案,技术标准,漏洞分析

欧洲科学院院士韩清龙教授团队 | 守护低空经济的”数字天网”：无人机与城市空中交通的软件安全全景综述

内生安全联盟

2026年4月19日 11:01 江苏

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以下文章来源于中国科学信息科学 ，作者SCIS

中国科学信息科学 .

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研究团队

严敏睿、董瑞淇、韩清龙、邓泽航、马万仑、周维、文晟、项阳：斯威本科技大学

朱孝刚：阿德莱德大学，斯威本科技大学

网络空间安全，#无人机安全，#低空经济，#通信协议安全，#固件安全，#人工智能对抗安全，#城市空中交通

引用本文: YAN M R, DONG R Q, HAN Q L, et al. Securing the low-altitude economy: a survey. Sci China Inf Sci, 2026, 69(4): 141202, https://doi.org/10.1007/s11432-025-4811-2

研究意义

低空经济正以前所未有的速度蓬勃发展，无人机（UAV）配送、城市空中出租车（eVTOL）、电力巡检、应急救援等应用场景不断涌现。据预测，仅中国市场低空经济规模将从2024年的约930亿美元增长至2035年的4830亿美元。5G/5.5G通信、人工智能和新能源技术的进步，使得无人机系统日益自主化和智能化。

然而，随着软件复杂度的急剧增加，低空飞行器面临着严峻的网络安全威胁。从通信协议被窃听和篡改，到飞控固件遭到逆向工程和恶意植入，再到AI感知系统被对抗样本欺骗，攻击者可在多个层面对飞行器实施操控、劫持或数据窃取。如图1所示，2011年至2025年间，无人机安全事件从最初的机会性恶意软件感染，演进为多层级、系统性的高级攻击，凸显了构建全面软件安全体系的紧迫性。

目前学术界对低空经济安全的研究仍较为分散，缺乏一个跨通信、固件、AI三大层面的统一安全视角。本文正是为了填补这一空白而展开。

图1 2011-2025无人机安全事件时间线

本文工作

本文系统性地梳理了低空经济（涵盖无人机UAV和城市空中交通UAM）的软件层安全挑战与防御策略，如图2所示，构建了一个“攻击面—防御方案”双向对称的完整分析框架，主要贡献包括：

（1）多层次攻击面分类体系。如图3所示，将低空飞行器的软件安全威胁划分为三大域：A-通信安全（协议漏洞、服务暴露、拒绝服务、多层级攻击）、B-固件与软件安全（篡改与逆向工程、恶意软件、零日漏洞、供应链攻击）、C-AI安全（感知攻击、决策操纵、训练数据投毒、模型窃取）。这一分类体系揭示了低空飞行器在各个软件层面的具体攻击入口和风险传播路径。

图2 低空经济软件系统安全挑战与防御方案架构图

（2）系统性防御策略综合评估。与攻击面一一对应，综述了三大类防御机制：α-通信加固（轻量级加密如ChaCha20、基于物理不可克隆函数PUF的硬件认证）、β-固件完整性保障（区块链固件验证、模糊测试、动态异常检测）、γ-AI系统韧性工程（对抗训练、防御蒸馏、输入预处理）。特别地，本文首次对各防御机制在资源受限平台上的可行性进行了量化分析，涵盖计算开销、内存占用、延迟和有效性等维度。

（3）标准映射与未来方向。将安全分类体系与ICAO、FAA、欧盟U-Space等国际标准进行了系统映射。同时全面对比了DJI、PX4、ArduPilot等主流平台的安全特性现状。在此基础上，提出了量子抗性通信协议、边缘AI驱动防御架构、跨领域（车联网/IoT）安全经验迁移等前瞻性研究方向。

图3 低空经济系统软件架构图

主要发现与展望

本文通过系统性文献梳理和案例分析，揭示了当前低空经济安全领域的几项关键发现。

发现一：无人机通信安全仍存在根本性缺陷。广泛使用的MAVLink协议在未加密情况下，使用普通硬件即可在1公里范围内以超过95%的成功率截获数据包；基于WiFi的中间人攻击可在3-5秒内实现87-92%的命令注入成功率。

发现二：单一防御机制无法提供全面保护。例如，区块链验证擅长供应链完整性但无法防止运行时攻击；异常检测能识别行为偏差但在合法激进机动时可能产生误报；对抗训练能增强40-60%的模型鲁棒性，但对训练数据中未出现的新型攻击泛化能力有限。

发现三：轻量级安全方案已具备实际部署条件。如表1所示，ChaCha20加密在ARM Cortex-M4处理器上每包仅增加0.8-1.2毫秒延迟，远低于飞行控制所需的50毫秒循环时间要求；PUF认证几乎不消耗额外计算资源。

面向未来，本文指出低空经济安全需要在以下方向重点突破：面向后量子时代的密码敏捷通信体系、资源感知的边缘AI防御机制、跨领域（汽车/IoT）安全经验迁移与标准化基准测试平台建设，以及跨学科（AI安全、通信、控制理论、航空安全）协同设计方法论。

表1 资源受限平台防御机制可行性分析表

来源：中国科学信息科学

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