无线网络传输中针对线性欺骗攻击的检测策略

在无线网络传输数据的过程中,信息物理系统一旦受到线性欺骗攻击就会给社会带来巨大的损失.因此研究的是多传感器信息物理系统下的安全检测问题.针对这一问题,首先讨论了传统χ2检测器的局限性.然后提出一种基于相似度度量的检测方案,通过比较每2个传感器估计值之间的相似度以及每个传感器与整个系统估计值之间的相似度来检测系统是否受到攻击.实验采用切比雪夫距离检测法进行MATLAB仿真.基于该检测方案的结果表明系统在受到攻击前后的检测值会发生变化,从而验证了该检测方案的有效性.

基于KL散度检测器下的最优线性欺诈攻击

信息物理系统(Cyber-Physical System,CPS)进行远程状态估计时,攻击者容易通过篡改无线传输的测量数据对系统进行攻击,从而对系统性能造成损失。根据攻击者对系统知识的了解程度,分两种情况研究了传输过程中容易发生的线性欺诈攻击,同时分析了在KL散度检测器下两种情况的估计性能以及最优攻击策略,并且将最优攻击问题转化为凸优化问题。最后,给出了一维情况下的最优攻击的闭式表达式以及使用数值仿真来验证所得结论的有效性。

DoS攻击下多线性系统多信道传输调度问题

信息物理系统(cyber-physical systems,CPSs)的应用愈加广泛,但因其本身具备开放性,易遭受网络攻击,并且攻击者越来越智能,故有必要开展CPSs安全性的相关研究.鉴于此,考虑具有多个远程状态估计子系统的信息物理系统在DoS攻击下的交互过程.每个系统中各传感器监控各自的系统,并由调度器为各个传感器的数据包分配通道,将其本地估计发送给远程状态估计器,目标是最小化总估计误差协方差.为了更接近实际应用场景,考虑在多信道传输过程中通道信号会受到不同环境影响,因此在不同环境的信道传输数据需要消耗的能量有所不同.调度器和攻击者对于通道的选择,需要满足通道对最低能量的需求才能进行传输和攻击.对于攻击者而言,考虑其更加智能,如果对一条通道攻击后仍然有剩余能量并满足其余通道要求,则可同时选择攻击其他通道进行攻击,进而实现与调度器相反的目标.在此基础上,构造一个双人零和博弈,并采用纳什Q学习算法求解双方的最优策略,为研究信息物理系统安全状态估计提供研究思路.