针对传感器-执行器窃听入侵者的隐私保护协同综合

在这项工作中，我们研究了通过动态掩码、编辑函数和监督器的协同综合来实现隐私保护监督控制的问题，以对抗外部被动入侵者，从而实现不透明性强制与需求满足。我们试图达成以下目标：1) 系统秘密不能被入侵者推断，即针对入侵者的秘密不透明性，且动态掩码与编辑函数的存在不应被入侵者发现，即针对入侵者的动态掩码与编辑函数隐蔽性；2) 闭环系统行为应满足某些安全性与非阻塞性需求。我们假设入侵者能够同时窃听传感器生成的感知信息以及下发至执行器的控制命令，并将此类入侵者称为传感器-执行器窃听入侵者。我们的方法是将协同综合问题建模为 Ramadge-Wonham 监督控制框架中的分布式监督器综合问题，并提出一种增量综合启发式方法，以增量方式综合动态掩码、编辑函数与监督器，其包含三个步骤：1) 我们首先综合动态掩码与编辑函数的组合 ME，以确保针对传感器窃听但命令非窃听入侵者的不透明性与隐蔽性，以及标记可达性；2) 随后借助基于约束的方法，在布尔可满足性 (SAT) 求解器的辅助下将 ME 分解为动态掩码与编辑函数；3) 最后，我们综合一个监督器，使得针对传感器-执行器窃听入侵者的不透明性与隐蔽性得以保证，同时安全性与非阻塞性需求也能得到满足。我们所提方法的有效性通过一个关于自动驾驶车辆位置隐私强制的示例加以说明。