面向情境感知信息物理系统：基于区块链数字孪生的安全增强用例
密码学与安全
2023-05-15 v2
摘要
信息物理系统（CPSs）中网络攻击的复杂性要求一种能够评估关键基础设施运行行为与安全、且不影响在役系统运行的机制。在这方面，数字孪生（DTs）通过监测、仿真、预测和优化 CPSs 状态提供可操作洞察。通过系统测试与训练、检测系统错误配置以及安全测试等用例，DTs 在产品的全生命周期中增强了 CPSs 的安全性。然而，DTs 的这些益处依赖于关于数据完整性与安全的一项假设。当集成由不同利益相关者拥有的多个 DTs 中的组件以提供复杂物理系统的聚合视图时，数据可信性变得更为关键。本文设想了一个基于区块链的 DT 框架，即用于保护信息物理系统的可信孪生（TTS-CPS）。以汽车工业作为 CPS 用例，我们在概念验证中展示了 TTS-CPS 框架的可行性。为利用可靠的系统规范数据构建 DTs 的过程知识，我们通过完整性检查机制确保数据生成源的可信性。此外，仿真期间评估的安全与安保规则存储于并从区块链检索，从而对所底层系统所做决策建立更多理解与信心。最后，我们对 TTS-CPS 进行了形式化验证。
引用
@article{arxiv.2201.07765,
title = {Towards Situational Aware Cyber-Physical Systems: A Security-Enhancing Use Case of Blockchain-based Digital Twins},
author = {Sabah Suhail and Saif Ur Rehman Malik and Raja Jurdak and Rasheed Hussain and Raimundas Matulevičius and Davor Svetinovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.07765},
year = {2023}
}
备注
39 pages, 10 figures