执行器攻击下神经网络事件触发滑模同步控制

针对多神经网络系统在执行器攻击和外部随机干扰下的同步控制问题,对事件触发滑模控制方法进行研究。首先,设计了2种新的积分滑模函数,保证多神经网络系统在整个同步过程中的全局鲁棒性;其次,在事件触发机制的基础上,针对系统存在有界扰动和执行器攻击的问题,设计了分布式事件触发积分滑模控制器,在抑制干扰和攻击的同时实现了多神经网络的同步控制,并且节约了通信资源;再次,基于李雅普诺夫稳定性理论,给出了多神经网络同步的充分条件,并通过推导得出最小触发时间间隔为大于0的正数,即保证系统不会存在奇诺(Zeno)行为;最后,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。

直流微电网无界虚假数据注入网络攻击检测与系统恢复方法

直流微电网分布式协同控制比传统集中式控制更具灵活性,但分布式控制架构使其更容易遭受网络攻击。虚假数据注入(FDI)攻击作为一种常见的网络攻击形式,可以改变系统的运行状态甚至破坏微电网系统的稳定性。为此,文中研究了一类无界FDI攻击下的直流微电网电流分配和电压恢复问题,提出了一种集FDI攻击检测和系统恢复于一体的控制方法。首先,设计了一种基于总输出电流和母线电压反馈的残差评估函数,通过实时监测该函数值与设定阈值的关系实现FDI攻击检测。在此基础上,提出了一种基于分散式滑模观测器的直流微电网电流分配和电压恢复的弹性控制策略,以抵御并消除FDI攻击影响。最后,通过仿真案例验证了该方法的有效性。

执行器攻击下自主无人车辆模糊滑模安全控制

针对发生执行器攻击现象的自主无人车辆(AUV)路径跟踪控制问题,提出一种基于模糊滑模变结构的鲁棒安全控制设计方法。根据AUV的动力学行为建立了基于状态空间的路径跟踪控制模型,利用滑动模态对执行器攻击信号的不变性,设计了一种积分型滑模安全控制策略,通过选取合适的Lyapunov函数,推导出发生执行器攻击情形下AUV路径跟踪控制的稳定性和前轮转角控制增益。进一步,通过结合模糊控制规则设计了可自适应调节的切换项增益,利用MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真实验平台验证所提控制策略的有效性。结果表明:相较于执行器攻击下,车速为72 km/h,在单移线和双移线2种工况下,路径跟踪最大误差分别减少5.6%、6.2%,方向盘转角减少73.9%、75.4%,质心侧偏角减少249.9%、213.9%。该控制策略能够增加AUV路径跟踪过程中的鲁棒性,保证良好的路径跟踪性能。

虚假数据注入攻击下基于扩张观测器的滑模控制研究

针对虚假数据注入(FDI)攻击下的信息物理系统(CPS),研究了一种基于滑模和扩张观测器的控制方法.首先对系统进行动态线性化,构造了扩张观测器并对观测误差的收敛条件进行了分析.其次,设计了积分滑模面,通过线性矩阵不等式的形式导出滑动模态系统的渐近稳定判据,求出了系统满足L_2增益性能的滑模向量.接着,基于指数趋近律,提出了用来消除量化误差和广义干扰的自适应积分滑模控制器,以使系统能到达滑模面.该方法估计精度高、响应速度快,对FDI攻击和量化参数失配具有较强的鲁棒性.最后,数值仿真验证了该方法的有效性.

多重网络攻击下的CV变结构积分滑模控制

针对多重网络攻击影响下网联车辆(CV)的控制问题,提出了一种变结构积分滑模控制方法。首先,建立了一种新的同时考虑多重网络攻击的CV模型,在该模型基础上设计变结构观测器估计多重网络攻击影响下的CV状态,并利用李雅普诺夫方法实现了估计误差的渐近收敛。然后,提出了一种基于变结构观测器的积分滑模控制方法,通过求解线性矩阵不等式,证明了该方法能在有限时间内将系统状态轨迹驱动到所设计的滑模面上。最后,通过数值仿真验证了在不同情况下(急加速、频繁加减速和非零初始间距误差),所设计的控制器可以有效应对多重网络攻击带来的显著性影响,实现整个闭环系统的渐近稳定性、鲁棒性和队列稳定性。

基于有限时间小超调预设性能控制的三维滑模末制导律设计

为了实现对高速机动目标的特定攻击角拦截,本文结合控制领域的新型控制方法——有限时间小超调预设性能控制设计了新型三维滑模末制导律。为了确保视线角和视线角速率能够在有限时间内收敛至期望值,通过视线角偏差和视线角速率偏差构建了线性滑模面;在趋近律设计上,基于有限时间小超调预设性能控制分别设计了视线偏航平面和视线俯仰平面的制导指令,保证跟踪误差可以按预设的收敛时间收敛,并且超调量约束在较小范围内,同时引入非线性有限时间观测器对制导指令中包含的目标加速度项进行估计,进一步提高了制导精度。通过仿真可知,本文制导律可以实现不同拦截条件下对目标的特定攻击角拦截,与现有的快速终端滑模制导律相比,可以保证滑模变量在有限时间内小超调收敛,同时实现特定角度打击,拦截机动目标时脱靶量可以控制在1 m以下,提升了系统的稳态性能和瞬态性能。

带攻击角度约束的三维领弹-从弹时间协同制导律

针对多导弹在三维空间以期望角度协同攻击机动目标的问题,提出一种三维领弹-从弹时间协同制导律。根据弹目相对运动关系建立领弹-从弹三维非线性协同制导模型,无需小角度假设;在视线法向和侧向上,基于2阶滑模控制理论和设计的有限时间收敛滑模面,分别设计领弹-从弹三维角度控制制导律,在提高系统收敛速度的同时抑制了抖振现象;在从弹视线方向上提出时间协同制导律,创新性地将领弹-从弹协同制导问题转化为2阶多智能体一致性跟踪控制问题,充分利用导弹间的信息交互,在实现从弹和领弹时间协同的同时避免传统的剩余时间估计造成的误差问题;同时对新算法分别进行严格的Lyapunov稳定性证明。仿真结果表明:新的三维领弹-从弹时间协同制导律可以有效控制领弹和从弹在三维空间以期望角度高精度协同攻击机动目标。

基于滑模扰动观测器的时滞无关负荷频率控制方案

自动发电控制系统(Automatic Generation Control,AGC)的量测信号传输过程中存在不确定通信延时,使得区域互联电网成为时滞电力系统。针对信息物理融合下自动发电控制系统可能遭受的延时攻击,影响负荷频率控制(Load Frequency Control,LFC)性能甚至导致系统频率失稳。该文提出了一种基于滑模扰动观测器的弹性负荷频率控制方案(Sliding Mode Perturbation Observer based Resilient Control Scheme,SMPORCS)。采用基于扰动估计的控制方法,设计了滑模扰动观测器(Sliding-Mode Perturbation Observer,SMPO),将延时攻击造成的扰动量孤立出来,并用观测器对其进行估计。设计闭环反馈方案,根据实时估计的结果,补偿延时攻击产生的扰动。在两区域电力系统中进行了仿真测试,结果表明,该方案与传统方案相比,在控制效果方面具有明显的优越性。

Blowfish密码系统分析

Blowfish算法自提出以后便得到了广泛应用,很多针对它的攻击也随之出现,但未见对它有实质性的挑战。针对Blowfish算法加密过程中出现的缺陷,给出了从Blowfish算法更新后得到的子密钥数组直接导出密钥数组K的详细过程,指出在应用中可能造成整个Blowfish算法被攻破。另外,用反证法证明了由于不满足前提条件,因而滑动攻击对Blowfish算法失效。

KeeLoq密码第1种滑动-代数攻击的改进

证明对KeeLoq密码的第1种滑动-代数攻击算法的成功率仅为2-64,针对该问题,分析滑动对个数与成功率的关系,提出改进算法,将用于建立代数方程组的滑动对减少为2个,使改进算法的成功率提高至0.632,并将计算复杂性由原来的278个CPU时钟降为273个CPU时钟。

关于Noekeon分组密码

Noekeon是NESSIE公布的 1 7个候选算法之一,讨论了Noekeon各个模块的密码特性及它们在整个密码中的作用,从中体会Noekeon的设计技巧.

考虑自动驾驶仪动特性的终端角度约束滑模导引律

探讨了拦截机动目标情况下的攻击角度约束导引律设计问题。首先假设自动驾驶仪为理想环节,推导了一种滑模导引律,证明了该导引律的有限时间收敛特性。然后通过非线性反步设计法把上述导引律推广到考虑导弹自动驾驶仪动态延迟的情形上,仿真结果表明,导弹自动驾驶仪为实际跟踪环节,目标做大机动逃逸时该制导方法仍具有良好的制导性能。

KeeLoq密码Courtois攻击方法的分析和修正

KeeLoq密码是由Willem Smit设计的分组密码算法,广泛应用于汽车的无线门锁装置。Courtois等人在2007年提出了破译KeeLoq的4种滑动-代数攻击方法,其中第4种滑动-代数攻击方法的计算复杂性最小。本文证明了Courtois的第4种滑动-代数攻击方法的攻击原理是错误的,因而无法实现对KeeLoq的破译。此外,本文还对该方法进行了修正,提出了改进的攻击方法,利用232个已知明文能够以O(248)次加密的计算复杂性求出KeeLoq密码的密钥,成功率为1。对于KeeLoq密码26%的密钥,其连续64圈圈函数形成的复合函数至少具有两个不动点,此时改进的攻击方法的计算复杂性还可降至O(243)次加密。

一个改进的Salsa20流密码算法

提出了一种新的流密码算法设计结构,并基于此结构对流密码算法Salsa20进行改进。分析结果表明,改进后算法的滑动对个数从2256降为0,能有效抵抗滑动攻击,并能更好地抵抗第二原象攻击和差分攻击。实验结果表明,改进算法的软件实现速度基本保持不变。

再入飞行器大攻角飞行时的姿态控制律设计

再入飞行器大攻角飞行时,会造成方向舵失效,且较小的滚转角速度,就可能导致舵偏指令饱和,对此,本文设计了一种在方向舵失效情况下的抗饱和姿态控制律。该控制律首先基于时标分离假设,将再入飞行器大攻角飞行时的姿态运动模型分解成快、慢回路子系统,然后采用新型的高阶滑模控制律,设计出了一种有限时间收敛且连续可导的慢回路控制器;针对快回路子系统,结合分层滑模控制理论和自适应控制理论,设计了具有抗输入饱和功能的自适应分层滑模控制器。对以上控制器进行仿真验证,结果表明该控制律在大攻角飞行造成偏航舵失效情况下,具有良好的抗饱和姿态控制能力。

修改Trivium流密码算法的滑动攻击

基于求解非线性方程组,对Sonmez等提出的修改Trivium算法进行了滑动攻击,找到了多于285的滑动对,远远大于原Trivium算法的滑动对数(239).在假设获得一个滑动对的基础上,攻击者可以恢复出修改Trivium算法的全部80bit密钥,计算复杂度为O(235).

第16届世界杯足球赛亚洲区十强赛铲球技术统计与分析

通过对第十六届世界杯亚洲区十强赛的铲球技术进行统计分析 ,揭示了亚洲优秀足球运动员运用防守性铲球和进攻性铲球技术的现状和特点 。

基于滑模干扰观测器的垂直攻击末制导律研究

针对导弹高精度、垂直打击地面目标的任务要求,将滑模干扰观测器和比例导引律相结合,提出了一种满足多约束条件的鲁棒性末制导方法。综合考虑落点、落角等约束条件,给出了纵向平面和侧向平面的比例导引系数的选取原则。为了弥补比例导引的不足,提高制导系统的鲁棒性,基于滑模干扰观测器对不确定性进行了估计,确保了系统对导引指令的精确跟踪。该制导方法不需测距信息,也无需对剩余飞行时间进行估算。仿真结果表明,本文提出的制导方法具有较高的精度和较强的鲁棒性。

针对RSA算法的踪迹驱动数据Cache计时攻击研究

Cache计时攻击是旁路攻击领域的研究热点.针对滑动窗口算法实现模幂运算的RSA算法,分析了RSA算法访问驱动Cache计时攻击的难点,建立了踪迹驱动数据Cache计时攻击模型.在攻击模型与原有踪迹驱动计时攻击算法的基础上,利用幂指数与操作序列的相关性、窗口大小特征和预计算表索引值与窗口值的映射关系,提出了一种改进的幂指数分析算法,并给出了利用幂指数dp和dq的部分离散位恢复出私钥d的格攻击过程.利用处理器的同步多线程能力实现了间谍进程与密码进程的同步执行,针对OpenSSL v0.9.8b中的RSA算法,在真实环境下执行攻击实验.实验结果表明:新的分析算法大约能够获取512位幂指数中的340位,比原有算法进一步降低了密钥恢复的复杂度;同时对实际攻击中的关键技术以及可能遇到的困难进行分析,给出相应的解决方案,进一步提高了攻击的可行性.

大前置角拦截攻击时间控制导引律

为了实现大前置角拦截下的时间一致性饱和攻击,利用非线性导引方程,采取基于预测命中点(PIP)的剩余时间估计方法,结合等效滑模控制理论和Lyapunov稳定性定理,设计了一种大前置角拦截攻击时间控制导引律(ITCG)。针对固定目标和非机动运动目标,在弹目接近速度为负的情况下也能保证准确命中,实现了任意初始前置角下的指定时间到达,拓宽了导弹的制导初始条件,并给出了严格的理论证明。不同初始条件下的仿真结果验证了导引律的有效性。