带水印的网络化控制系统中的欺骗攻击序贯检测
最优化与控制
2018-03-02 v1 系统与控制
摘要
本文研究在标量线性控制系统中，物理水印信号在最快检测欺骗攻击中的作用，其中传感器测量值可被攻击者生成的任意平稳信号替换。通过将随机水印信号加入控制作用，控制器基于累积和（CUSUM）方法设计序贯检验，该方法累积残差与水印信号（攻击下）的联合分布和无攻击下新息与水印信号的联合分布的对数似然比。由于此类检验中的平均检测延迟渐近地（当虚警率趋于零时）由上界限定为与上述两个联合分布之间的Kullback-Leibler散度（KLD）度量成反比的量，我们分析了水印信号方差对该KLD的影响。我们还分析了由水印信号引起的LQG控制代价增加，并表明在攻击快速检测与控制代价惩罚之间存在权衡。研究表明，与仅基于残差/新息分布相比，采用基于残差/新息与水印信号联合分布的序贯检测检验可获得更高的KLD，从而减小平均检测延迟。数值结果支持了我们的结论。
引用
@article{arxiv.1803.00170,
title = {Sequential Detection of Deception Attacks in Networked Control Systems with Watermarking},
author = {Somayeh Salimi and Subhrakanti Dey and Anders Ahlen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.00170},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 7 figures