网络化控制系统的统计水印
最优化与控制
2017-09-26 v1 系统与控制
摘要
水印技术可通过向控制中注入私有信号来检测控制系统中的传感器攻击，其中攻击通过检查传感器测量值与私有信号的统计特性来识别。然而，以往的方法假设具有全状态测量或集中式控制器，这在具有子控制器的网络化 LTI 系统中并不存在。由于通常整个系统既不能由单个子控制器完全控制也不能由其完全观测，因此需要通信传感器测量值以确保闭环稳定性。以往的水印方案未明确考虑攻击通信信道的可能性，这需要一种新的设计。在本文中，我们推导出一种可同时检测传感器攻击与通信攻击的统计水印测试。与非网络化情形相比，实现该测试的一个独特之处在于必须设计状态反馈控制器，使得闭环系统能由每个子控制器控制，我们提供了利用 Heymann 引理及 Heymann 引理的多输入推广来设计此类控制器的两种方法。通过在自动驾驶车辆编队中检测攻击的仿真，展示了我们方法的有效性。我们的测试允许每辆车独立检测车辆间通信信道与传感器测量值上的攻击。
引用
@article{arxiv.1709.08617,
title = {Statistical Watermarking for Networked Control Systems},
author = {Pedro Hespanhol and Matthew Porter and Ram Vasudevan and Anil Aswani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.08617},
year = {2017}
}