武汉大学:被无人机偷拍了?别怕！武大人有方案

无人机拍照很酷？

但你或许还没有意识到

它可能正在侵犯你的隐私

不过不用担心！

武大这支研究生团队

提供了他们的方案

快和珞珞珈珈一起看看吧

这个系统，很有必要

近几年，全球无人机市场规模超过千亿元，不论是投资金额还是销量都在成倍增长，这一规模还将随着科技发展和应用领域的扩大持续增长。与此同时，无人机偷拍事件层出不穷，有人利用无人机窥探他人隐私，还有人通过无人机偷拍部队军事设施，由此可见，无人机安全问题日益严峻。

在无人机行业迅猛发展的当下，却没有一个全球级的无人机管理框架可供参考。虽然我国颁布了无人机相关的系列条例与法律法规，但是现有的无人机管控方案仍存在不足。

比如，禁飞区政策是禁止无人机在特定区域内起飞，但是只要关闭无人机GPS功能就可以轻松绕过禁飞区限制。现有探测类技术也难以区分无人机和飞鸟且造价昂贵、反制类设备也无法辨别无人机目的容易“误伤”……为了更好地探测无人机可能存在的非法拍摄行为、更好地保障人们的隐私安全，武大人提出了他们的解决方案。

武汉大学网络安全学院2022级的硕士研究生徐浩哲、赵慧玲、于歌、彭晨组成一支团队，在陈晶教授的指导下，凭借“UAVWarning：无人机非法拍摄的智能预警与定位”系统，在首届“华为杯”中国研究生网络安全创新大赛中，勇夺创意作品赛全国一等奖。

四名成员都有着丰富的科研竞赛经验，对机器学习、流量分析等核心技术也有一定的研究。

在确定赛道及项目框架后，团队用2个月的时间进行系统完善和文档的打磨，用创新性的技术和详细的社会应用价值分析在比赛中初露锋芒。

保护隐私，我们是认真的

UAV即无人机（Unmanned Aerial Vehicle）的缩写，从名字就能清楚地认识到，该系统主要用于检测周围是否有无人机正在拍摄，并能够定位无人机以及提醒用户。这项功能不仅可用于日常生活中的隐私保护，还可以应用于战场上对敌方无人机的感知定位。

当无人机进行非法拍摄时，会传递控制信号，并以视频流的形式返回给入侵者目前的拍摄视角。基于这个适用场景，团队设想通过检测系统对网络流量进行侦听，捕捉到附近有无人机在进行拍摄，此时，系统控制水印生成器产生物理刺激，给视频流加上水印，再次侦听，检测系统就能确定有无人机在偷拍我们，从而提出预警。

系统的整体框架

检测环境的设备情况往往很复杂，如何确定网络中采集到的AP是无人机至关重要，于是团队选择流量分析的方法，这也是整个系统的技术关键点。系统使用网卡的混淆模式监听到无人机和用户手机之间的通信后，在不解密该通信内容的情况下，通过对两者之间通信时产生的单位数据大小进行分析，就能得到无人机拍摄内容的相关信息。

这种方法还可以同时检测无人机是否正在传输特定内容，以此区分无人机的拍摄目的。

团队设计的应用程序效果截图

UAVWarning系统部署成本低、适用环境广、探测精度高，通过侦听周围环境AP接入点内的数据包获取流量的比特率信号，从而跳过了解密流量的工作，并通过频率特征完成设备分类。该系统还巧妙的运用LED灯板作为水印生成装置，通过不同频率的闪烁施加不同的物理刺激，借助流量峰值变化来判断无人机是否存在拍摄行为并实现精准定位。

经过团队的反复运行测试，无论光照或强或弱，距离或远或近，UAVWarning系统都能够实现准确的无人机感知，发现非法拍摄行为。随着人们对个人信息和隐私数据安全保护的重视程度日益增加，常规手段很难做到全方位无遗漏的探查，也难以针对突发情况进行信息传递，这样一个实时监测非法拍摄行为的系统变得十分重要。

“团队是我的靠山”

备赛时，在对无人机进行定位的过程中，后台所得的正确数据，以陀螺仪的形式在手机客户端表现时，总会产生较大误差，这样一个时不时出现的BUG对大家的排查工作造成了不小的影响。如果只是偶尔出现BUG，那么更多的可以考虑是否周围的环境对手机本身的传感器造成了影响。在老师的专业指导下，大家很快发现是由于测试时两台手机距离太近，其磁场对手机内置的陀螺仪造成了影响，导致数据出现了误差。

团队答辩现场

除了繁杂的BUG修复工作，团队成员在日常合作中也经常会出现激烈的思想碰撞，这种分歧在大家理性的讨论和严谨的实验下反而变成了项目推进中最好的助力。每周至少一次的会议讨论，让团队成员可以畅所欲言，同时对下一阶段的工作做出整体规划。

作为参加首届比赛的队伍，没有经验可以借鉴、没有案例可以参考，但大家精诚团结、群策群力，用过硬的理论基础去奠定成功的根基、用集体的智慧力量去解决不可预知的难题。也正是因为经历了前期充分的准备，才能像赵慧玲所说的“除了比赛时有些紧张，并没有感到太多的困难”。

研究仍是进行时

即使已经获奖，根据决赛环节评委的点评，团队成员在赛后做了进一步的反思，考量了系统在利用独有信道传输的无人机上的适用程度。“无论是利用什么信号进行通信，侦测其行为的技术核心思路是不变的”，抱着这样的态度，团队很快决定将后续工作重心放在尝试利用相关设备获取信息传输时新的流量特征上。

“继续深挖流量分析在隐私保护方面的作用，取得更深入的研究成果，将理论成果转化为实践应用”，是每位团队成员共同的奋斗目标。

学海无涯勤是岸

云程有路志为梯

我们期待着

这支队伍能带来新的惊喜

也期待更多的武大学子投身科研事业

博观而约取，厚积而薄发

以己之微力，助国之复兴

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