针对信息物理系统远程状态估计的隐蔽虚假数据注入攻击

从攻击者的角度探讨信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)中隐蔽虚假数据注入(False data injection,FDI)攻击的最优策略.选取Kullback-Leibler(K-L)散度作为攻击隐蔽性的评价指标,设计攻击信号使得攻击保持隐蔽且最大程度地降低CPS远程状态估计的性能.首先,利用残差的统计特征计算远程状态估计误差协方差,将FDI最优策略问题转化为二次约束优化问题.其次,在攻击隐蔽性的约束下,运用拉格朗日乘子法及半正定规划推导出最优策略.最后,通过仿真实验验证所提方法与现有方法相比在隐蔽性方面具有显著优势....

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Published in自动化学报 Vol. 51; no. 2; pp. 356 - 365
Main Authors 金增旺, 刘茵, 刁靖东, 王震, 孙长银, 刘志强
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西北工业大学长三角研究院 太仓 215400 01.02.2025
西北工业大学宁波研究院 宁波 315103%西北工业大学网络空间安全学院 西安 710072%中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室 北京 100094%安徽大学人工智能学院 合肥 230031
西北工业大学网络空间安全学院 西安 710072
Subjects
信息物理系统
remote state estimation
Kullback-Leibler散度
虚假数据注入攻击
Kullback-Leibler(K-L)divergence
远程状态估计
Cyber-physical system(CPS)
false data injection(FDI)attacks
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ISSN0254-4156
DOI10.16383/j.aas.c240527

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Summary:从攻击者的角度探讨信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)中隐蔽虚假数据注入(False data injection,FDI)攻击的最优策略.选取Kullback-Leibler(K-L)散度作为攻击隐蔽性的评价指标,设计攻击信号使得攻击保持隐蔽且最大程度地降低CPS远程状态估计的性能.首先,利用残差的统计特征计算远程状态估计误差协方差,将FDI最优策略问题转化为二次约束优化问题.其次,在攻击隐蔽性的约束下,运用拉格朗日乘子法及半正定规划推导出最优策略.最后,通过仿真实验验证所提方法与现有方法相比在隐蔽性方面具有显著优势.
ISSN:0254-4156
DOI:10.16383/j.aas.c240527