基于 SINR 的网络上的最优拒绝服务攻击能量管理

我们考虑这样一种场景：一个具有有限功率资源的 DoS 攻击者干扰一个无线网络，传感器通过该网络向远程估计器发送数据包以估计系统状态。为了在功率约束下降低估计质量，攻击者旨在解决每次应阻塞信道多少功率的问题，即最近提出的最优攻击能量管理问题。现有工作建立在理想链路模型之上，其中无攻击时数据包丢失绝不发生。为涵盖无线传输损耗，我们引入了基于 SINR 的链路。首先，我们关注攻击者采用恒定功率水平的情况。为使远程估计器处的终端误差最大化，我们给出了最优静态攻击能量管理问题显式解存在的若干充分条件，并构造了该解。与现有结果中相应充分条件仅当系统矩阵为正规矩阵时成立相比，本文所得条件对一般系统均可行，且更为宽松。对于另一系统指标即平均误差，基于与现有工作不同的分析也推导出了相关充分条件。当系统不满足充分条件时，针对两个指标给出了一种可行方法。随后，当可获取实时 ACK 信息时，设计了一种基于 MDP 的算法来求解最优动态攻击能量管理问题。我们进一步研究了攻击功率与系统退化之间的最优权衡。通过将功率约束移入目标函数以最大化系统指标并最小化能耗，提出了另一种基于 MDP 的算法来寻找最优攻击策略，并进一步证明该策略具有单调结构。理论结果通过仿真得以说明。