针对测量数据与时间戳篡改的异步测量安全状态估计
系统与控制
2023-03-31 v1 系统与控制
摘要
本文针对测量传输信道上遭受虚假数据攻击的线性连续时间系统，提出了一种基于非周期异步测量的安全状态估计方案。在对系统输出采样后，传感器将测量信息以由传感器索引、时间戳和测量值组成的三元组通过易受攻击的通信信道发送至融合中心。恶意攻击者可通过以下方式破坏传感器子集：（i）篡改时间戳与测量值；（ii）阻断已传输的测量三元组；或（iii）注入伪造的测量三元组。为应对此类攻击，我们基于可观测性空间分解提出局部估计器设计，其中每个局部估计器在采样到测量值后更新局部状态并发送至融合中心。每当有局部更新时，融合中心合并所有局部状态并采用中值算子生成安全状态估计。我们证明了良性传感器的局部估计器是无偏的且协方差稳定。此外，只要系统为 -稀疏可观测，融合中心估计误差在至多 个被 corrupt 传感器下具有有界期望与协方差。所提方案的有效性通过 IEEE 14-总线系统基准算例的应用得以验证。
引用
@article{arxiv.2303.17514,
title = {Secure State Estimation with Asynchronous Measurements against Malicious Measurement-data and Time-stamp Manipulation},
author = {Zishuo Li and Anh Tung Nguyen and André Teixeira and Yilin Mo and Karl H. Johansson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.17514},
year = {2023}
}