基于博弈论的信息物理系统在FDI攻击下的控制
2021-01-20李庆奎
河南科学 2020年12期
王 羽, 李庆奎
(北京信息科技大学自动化学院,北京 100192)
信息物理系统(Cyber-Physical System,CPS)是将3C技术(计算、通信、控制)与现代物理设备完美结合,通过嵌入式计算机对物理过程进行感知和控制的智能系统[1]. 与传统控制系统相比,CPS更加可靠、高效、实时协同. 但因为CPS中有大量用于通信的设施和IT组件,所以CPS更容易遭受网络攻击[2-3].
CPS的网络攻击主要分为两类:完整性攻击和可用性攻击[4]. 完整性攻击是指通过篡改传输数据包中的信息,以降低系统可靠性和安全性的攻击方式[5]. 可用性攻击则可阻断CPS各部分之间数据、控制命令的正常传输,使某些服务被暂停甚至使系统瘫痪. 虚假数据注入(False Data Injection,FDI)攻击是一种完整性攻击方式,通过劫持物理设备(传感器、控制器等)或者网络信道,向系统注入错误或无用但存在安全隐患的数据信息,破坏数据的完整性,导致系统失去稳定甚至崩溃[6]. 与其他网络攻击相比,FDI攻击更加巧妙、复杂并具有更高的隐蔽性. 针对信息物理系统FDI攻击的研究大致可以分为以下三类[7].
第一类,FDI攻击的可行性分析、实现路径和方法研究. 文献[8]研究了攻击不被检测的基本条件,给出了系统可被攻击的传感器的最小数量,以确保攻击的隐蔽性;文献[9]在所有传感器数据可观且可以被攻击者修改的情况下,提出了一种对远程状态估计器发起线性欺骗性攻击的策略,该策略可以成功通过卡方检测器的监测;文献[10]将攻击者的控制目标表示为一个二次型值函数……
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