将交通网络攻击检测与缓解建模为多阶段安全博弈
密码学与安全
2019-08-06 v2 计算机科学与博弈论
摘要
近年来，最先进的交通控制设备已从独立硬件演进为联网智能设备。智能交通控制使运营商能够通过获取实时交通数据并将交通信号从固定配时改为自适应配时，从而减少交通拥堵与环境影响。然而，这些能力无意中将交通控制暴露给广泛的网络攻击， adversary 可轻易通过无线网络甚至互联网发起攻击。事实上，近期研究发现大量实际部署的交通信号存在可利用的漏洞， adversary 可能借此控制设备。得益于大多数设备采用的基于硬件的故障保护机制，adversary 无法直接通过将受损信号设为危险配置来引发交通事故。尽管如此，adversary 仍可通过改变受损交通信号的配时造成灾难性交通拥堵，从而有效瘫痪交通网络。为给交通网络抵御此类攻击提供理论基础，我们引入了一个关于篡改交通信号配时的攻击发起、检测与缓解的博弈论模型。我们表明寻找最优策略是一个计算上具有挑战性的问题，并提出了用于寻找近最优策略的高效启发式算法。我们还引入了一种基于高斯过程的异常检测器，可向运营商警报正在进行的攻击。最后，我们基于SUMO交通模拟器通过数值实验评估了我们的算法与所提检测器。
引用
@article{arxiv.1808.08349,
title = {Detection and Mitigation of Attacks on Transportation Networks as a Multi-Stage Security Game},
author = {Aron Laszka and Waseem Abbas and Yevgeniy Vorobeychik and Xenofon Koutsoukos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.08349},
year = {2019}
}