针对具有反应式攻击缓解的信息物理控制系统的最优攻击
密码学与安全
2017-06-07 v1 信息论
系统与控制
math.IT
摘要
本文研究了具有攻击检测和反应式攻击缓解的信息物理控制系统（CPCS）的性能与弹性。它解决了推导使系统状态估计误差最大化的虚假数据注入攻击最优序列的问题。研究结果提供了关于攻击影响极限的基本理解。最优攻击的设计基于马尔可夫决策过程（MDP）建模，并使用值迭代方法高效求解。利用所提出的框架，我们量化了误报和漏检对系统性能的影响，这有助于攻击检测与缓解的联合设计。为了展示所提框架在实际 CPCS 中的应用，我们考虑了电网的电压控制系统，并使用高保真电力系统模拟器 PowerWorld 进行了大量仿真以验证我们的分析。结果表明，通过使用我们提出的方法仔细设计攻击序列，攻击者可以使母线电压产生偏离期望设定值的大幅偏差。此外，结果验证了所推导攻击序列的最优性，并表明由于攻击检测与缓解的同时存在，为了造成最大影响，攻击者必须精心设计攻击，以在攻击幅度与隐蔽性之间取得平衡。
引用
@article{arxiv.1706.01628,
title = {Optimal Attack against Cyber-Physical Control Systems with Reactive Attack Mitigation},
author = {Subhash Lakshminarayana and Teo Zhan Teng and David K. Y. Yau and Rui Tan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.01628},
year = {2017}
}