基于辅助信息补偿和控制信号编码的重放攻击检测方法

摘要：

向最优控制信号中加入编码信号是实现信息物理系统(Cyber physical system,CPS)重放攻击检测的有效方法,但会造成系统控制性能的损失.如何在保证重放攻击检测率条件下降低系统的控制性能损失是一个值得研究的问题.为此,提出一种基于辅助信息补偿的控制信号编码检测方法,通过向测量值添加辅助信号补偿控制编码信号对最优状态估计的影响.首先,证明了此方案下重放攻击的可检测性,导出检测率的上界与检测函数阈值间的定量关系.其次,证明了加入辅助信号后系统控制信号与未添加编码信息时相同,之前时刻的控制编码信号不会造成累积效应.因此,系统当前时刻的控制性能损失仅与当前时刻编码信号的大小有关.最后,将编码信号的协方差矩阵、检测率和检测阈值之间的关系表示成一个最优化问题,给出了编码信号方差的计算方法.仿真结果表明,本文方法能有效地检测重放攻击的发生,且系统控制性能的损失较小.

关键词：信息物理系统、重放攻击、攻击检测、控制信号编码

所属期刊栏目：49

分类号：TP393.08;TN957.51;TP273

在线出版日期：2023-08-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1508-1518