信息物理系统安全中水印与鲁棒控制的协同设计
系统与控制
2022-09-15 v1 系统与控制
最优化与控制
摘要
本工作讨论了一种在信息物理系统中同时综合最优水印信号与鲁棒控制器的新型框架，以最小化因添加水印信号导致的性能损失，并最大化攻击的检测率。设计了一个通用动态控制器以改进系统相对于 范数的性能，同时添加水印信号以提升针对重放攻击检测率的安全性能。文中考虑的攻击模型为重放攻击，这是当攻击者未知系统动态时的一种自然攻击模式。本文首先将现有关于 检测器检测率的结果从静态 LQR 控制器推广到通用动态控制器。通过对所表述非凸问题中控制器与水印信号的凸子集进行迭代求解，获得鲁棒性与安全性两方面的设计改进。利用线性矩阵不等式（LMI）结果构建了半定规划优化，以求解更大的系统级设计优化问题。我们在一个简化的三罐化学系统上凸显了方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2209.06267,
title = {Co-Design of Watermarking and Robust Control for Security in Cyber-Physical Systems},
author = {Raman Goyal and Christoforos Somarakis and Erfaun Noorani and Shantanu Rane},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.06267},
year = {2022}
}