Comunicación Segura en Redes de Drones: Una Encuesta Completa sobre Técnicas de Cifrado Ligero y Gestión de Claves
Autores: Sarkar, Sayani; Shafaei, Sima; Jones, Trishtanya S.; Totaro, Michael W.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comunicación Segura en Redes de Drones: Una Encuesta Completa sobre Técnicas de Cifrado Ligero y Gestión de Claves
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Amenazas a la seguridad
Técnicas de cifrado ligero
Estrategias de gestión de claves
Algoritmos post-cuánticos
Marco de seguridad en múltiples capas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El despliegue de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) continúa expandiéndose rápidamente en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo la monitorización ambiental, la agricultura de precisión y la respuesta a desastres. A pesar de su creciente ubicuidad, los VANT siguen siendo inherentemente vulnerables a amenazas de seguridad debido a hardware con recursos limitados, limitaciones de energía y la dependencia de canales de comunicación inalámbrica abiertos. Estos factores hacen que las soluciones criptográficas tradicionales sean poco prácticas, lo que requiere el desarrollo de mecanismos de seguridad ligeros y específicos para VANT. Este artículo de revisión presenta un análisis exhaustivo de técnicas de cifrado ligero y estrategias de gestión de claves diseñadas para una comunicación segura y eficiente en energía de los VANT. Se hace especial hincapié en los avances criptográficos recientes, incluyendo la adopción de la familia de cifrados ASCON y la aparición de algoritmos post-cuánticos que pueden asegurar redes de VANT contra futuras amenazas cuánticas. Se evalúan técnicas de gestión de claves como el intercambio de claves descentralizado basado en blockchain, la autenticación basada en Funciones Físicas No Clonables (PUF) y esquemas de agrupamiento jerárquico por su rendimiento y escalabilidad. Para garantizar una protección integral, esta revisión introduce un marco de seguridad multicapa que aborda vulnerabilidades desde la capa física hasta la capa de aplicación. Se realiza un análisis comparativo de algoritmos criptográficos ligeros y múltiples enfoques de distribución de claves basado en el consumo de energía, la latencia, el uso de memoria y la viabilidad de despliegue en entornos aéreos dinámicos. A diferencia de estudios centrados en el diseño o la implementación, este trabajo sintetiza la literatura existente en seis dimensiones de seguridad interconectadas para proporcionar una base integrativa. Nuestra revisión también identifica desafíos clave de investigación, incluyendo el rekeying seguro y eficiente durante el vuelo, la resiliencia a ataques de capas cruzadas y la necesidad de marcos estandarizados que apoyen la criptografía post-cuántica en enjambres de VANT. Al resaltar los avances actuales y las lagunas de investigación, este estudio tiene como objetivo guiar los esfuerzos futuros en el desarrollo de arquitecturas de comunicación seguras adaptadas a las únicas limitaciones operativas de las redes de VANT.
Descripción
El despliegue de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) continúa expandiéndose rápidamente en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo la monitorización ambiental, la agricultura de precisión y la respuesta a desastres. A pesar de su creciente ubicuidad, los VANT siguen siendo inherentemente vulnerables a amenazas de seguridad debido a hardware con recursos limitados, limitaciones de energía y la dependencia de canales de comunicación inalámbrica abiertos. Estos factores hacen que las soluciones criptográficas tradicionales sean poco prácticas, lo que requiere el desarrollo de mecanismos de seguridad ligeros y específicos para VANT. Este artículo de revisión presenta un análisis exhaustivo de técnicas de cifrado ligero y estrategias de gestión de claves diseñadas para una comunicación segura y eficiente en energía de los VANT. Se hace especial hincapié en los avances criptográficos recientes, incluyendo la adopción de la familia de cifrados ASCON y la aparición de algoritmos post-cuánticos que pueden asegurar redes de VANT contra futuras amenazas cuánticas. Se evalúan técnicas de gestión de claves como el intercambio de claves descentralizado basado en blockchain, la autenticación basada en Funciones Físicas No Clonables (PUF) y esquemas de agrupamiento jerárquico por su rendimiento y escalabilidad. Para garantizar una protección integral, esta revisión introduce un marco de seguridad multicapa que aborda vulnerabilidades desde la capa física hasta la capa de aplicación. Se realiza un análisis comparativo de algoritmos criptográficos ligeros y múltiples enfoques de distribución de claves basado en el consumo de energía, la latencia, el uso de memoria y la viabilidad de despliegue en entornos aéreos dinámicos. A diferencia de estudios centrados en el diseño o la implementación, este trabajo sintetiza la literatura existente en seis dimensiones de seguridad interconectadas para proporcionar una base integrativa. Nuestra revisión también identifica desafíos clave de investigación, incluyendo el rekeying seguro y eficiente durante el vuelo, la resiliencia a ataques de capas cruzadas y la necesidad de marcos estandarizados que apoyen la criptografía post-cuántica en enjambres de VANT. Al resaltar los avances actuales y las lagunas de investigación, este estudio tiene como objetivo guiar los esfuerzos futuros en el desarrollo de arquitecturas de comunicación seguras adaptadas a las únicas limitaciones operativas de las redes de VANT.