PX4 MAVLink-Python 프로그래밍: 5-1. MAVLINK 2 메세지 서명

안녕하세요. 마케팅팀 에이든(Aiden)입니다.

오늘은 PX4 MAVLINK-PYTHON 프로그래밍 그 중에서도 MAVLINK 2 메세지 서명에 대해 소개해드리려 합니다. 해당 내용은 저희 QUAD 드론 연구소의 저작권으로 등록되어있는 내용이며 무단 배포는 지양해주시길 부탁 드립니다.

🔐 MAVLink 2 메시지 서명 개요

🎯 목적

• 메시지가 실제로 신뢰된 송신자에게서 왔는지 인증
• 메시지의 무결성 확인 (중간에 조작되지 않았는지 검증)
• 재전송 공격(replay attack) 방지

[참고]

현재까지 PX4는 MAVLink 2의 메시지 서명(Message Signing) 기능을 공식적으로 지원하지 않습니다. 2021년에 MAVLink 서명 기능을 추가하려는 Pull Request가 제출되었지만, 아직까지 병합되지 않았습니다.

PX4 개발자들은 보안 강화를 위해 MAVLink 메시지에 서명 기능을 추가하는 것보다, 전송 계층에서의 암호화(예: VPN, TLS)를 통해 통신을 보호하는 것이 더 효과적이라고 판단하고 있습니다.​

따라서, PX4에서 MAVLink 메시지 서명 기능이 공식적으로 도입될 계획은 현재로서는 없는 것으로 보입니다.​

만약 MAVLink 메시지의 무결성과 인증을 보장하고자 한다면, 전송 계층에서의 보안 조치를 고려하시거나, ArduPilot과 같은 MAVLink 서명 기능을 지원하는 다른 비행 컨트롤러를 사용하는 것이 좋습니다.

✉️ 서명된 MAVLink 메시지 구성

MAVLink 2에서는 기본적인 메시지 포맷 뒤에 서명(Signature) 블록이 추가됩니다. 전체 패킷은 다음과 같이 구성됩니다:

[Header][Payload][CRC][Signature]

[Header][Payload][CRC][Signature]

서명(Signature) 블록 (13바이트)

전체적으로는 13바이트의 추가 오버헤드가 생깁니다.

🧮 메시지 서명은 어떻게 동작하는가?

1. 양쪽(드론 ↔ GCS)은 동일한 Secret Key (32바이트)를 공유하고 있어야 합니다.
2. 메시지를 보낼 때, 다음을 기반으로 HMAC-SHA256 해시를 생성합니다:

• 메시지 본문 전체 (Header + Payload + CRC)
• timestamp + link_id
• 공유된 Secret Key

1. 이 해시값 중 앞 6바이트를 메시지 끝에 서명으로 추가합니다.
2. 수신자는 동일한 방식으로 해시를 계산해 서명을 검증합니다.

✅ 활성화 조건 및 설정 방법

1. MAVLink 라이브러리에서 서명 활성화

Python pymavlink 기준:

from pymavlink import mavutilㅁ<br><br>the_connection = mavutil.mavlink_connection(<br>    'udp:127.0.0.1:14550',<br>    source_system=255,<br>    use_message_signing=True,<br>    secret_key=b'\x01\x02...32바이트 키...',<br>    link_id=1<br>)

from pymavlink import mavutilㅁ<br><br>the_connection = mavutil.mavlink_connection(<br>    'udp:127.0.0.1:14550',<br>    source_system=255,<br>    use_message_signing=True,<br>    secret_key=b'\x01\x02...32바이트 키...',<br>    link_id=1<br>)

2. PX4 or ArduPilot에서 MAVLink 서명 활성화

• PX4는 현재 MAVLink 서명을 지원하지 않음 (2025년 4월기준)
• ArduPilot에서는 지원하며, 다음 파라미터들을 설정해야 합니다:
• AUTH_TYPE = 2 → MAVLink 서명 사용
• AUTH_KEY → 공유 비밀키 (GCS와 동일해야 함)
• AUTH_OPTIONS → 비활성화/필수 여부 설정

🔁 Replay Attack 방지는 어떻게 하나요?

• timestamp는 서명된 메시지마다 포함되며,
• 수신자는 이전에 본 timestamp보다 과거의 메시지는 무효화합니다.
• 이로 인해 과거에 캡처한 명령 메시지를 재전송하는 공격이 막힘.

🧪 메시지 서명 적용 시 주의사항

YOUTUBE 강의

이상으로 PX4 MAVLINK-Python 프로그래밍의 다섯번째 단계인 MAVLINK 신뢰성 보장: MAVLINK 2 메시지 서명 대해서 알아보았습니다. 다음 글은 MAVLINK 신뢰성 보장: [참고]HMAC-SHA256이란? 에 대한 글로 돌아오겠습니다.

작성자: 에이든(Aiden), 쿼드(QUAD) 드론연구소 마케팅팀

기고일: 2026.03.07