分布式 IoT 启用 RSE 系统中消费电子设备与 DoS 攻击者的纳什均衡
机器学习
2025-04-15 v1 计算机科学与博弈论
摘要
在消费电子物联网(IoT)中，消费电子设备作为边缘设备需要较低的计算开销，而远程状态估计(RSE)的消费电子设备始终面临 denial-of-service(DoS) 攻击的风险。因此，消费电子设备与 DoS 攻击者之间的对抗策略至关重要。本文聚焦于 IoT 启用 RSE 系统中消费电子设备与 DoS 攻击者之间的对抗策略。我们首先提出一种用于分布式测量的远程联合估计模型，以有效降低消费电子设备的工作负载并最小化数据泄露风险。在远程估计器上部署卡尔曼滤波器，并考虑开环和闭环 DoS 攻击。我们进一步引入高级强化学习技术，包括集中式和分布式 Minimax-DQN，以解决开环和闭环情形中的高维决策挑战。特别地，使用 Q 网络而非 Q 表来实现所提出的方法，有效解决了 Q 学习的挑战。此外，所提出的分布式 Minimax-DQN 将动作空间缩小，以加速寻找纳什均衡(NE)的搜索。实验结果验证，所提出的模型能够在 DoS 攻击存在时快速恢复 RSE 误差协方差至稳定状态，显示出显著的抗攻击鲁棒性。所提出的集中式和分布式 Minimax-DQN 在开环和闭环情形中有效解决 NE，展现出在收敛方面的卓越性能。它揭示了相较于最新方法，在效率和稳定性方面均实现了显著优势。
引用
@article{arxiv.2504.09415,
title = {Nash Equilibrium Between Consumer Electronic Devices and DoS Attacker for Distributed IoT-enabled RSE Systems},
author = {Gengcan Chen and Donghong Cai and Zahid Khan and Jawad Ahmad and Wadii Boulila},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09415},
year = {2025}
}