基于精简水印策略的赛博物理系统欺骗攻击最快检测
最优化与控制
2023-04-28 v2
摘要
在控制输入中加入物理水印信号可提高数据欺骗攻击的检测概率，但代价是控制成本增加。本文提出一种精简策略，以在攻击不存在时减少水印事件的平均次数，从而降低控制成本。我们将系统建模为随机最优控制问题，并应用动态规划，在虚警率（FAR）与增加的控制成本固定上界的约束下最小化平均检测延迟（ADD）。最优解给出了关于攻击后验概率的双阈值策略，该策略由Shiryaev序贯变点检测统计量导出，假设变点服从几何分布的随机变量。我们应用非线性更新理论推导了ADD与FAR的近似表达式。还推导了攻击前所加水印平均次数与控制成本增加之间的关系。我们设计了在固定控制成本增加下最大化Kullback-Leibler散度的优化水印。仿真研究用以说明并验证理论结果。
引用
@article{arxiv.2201.09389,
title = {Quickest Detection of Deception Attacks on Cyber-Physical Systems with a Parsimonious Watermarking Policy},
author = {Arunava Naha and André Teixeira and Anders Ahlén and Subhrakanti Dey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.09389},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in Automatica, 2023