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清华大学学报(自然科学版)  2021, Vol. 61 Issue (11): 1234-1239    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.008
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信息物理系统的攻击检测与安全状态估计
高洋1, 任望1,3, 吴润浦1, 王卫苹2, 伊胜伟1, 韩白静2
1. 中国信息安全测评中心, 北京 100085;
2. 北京科技大学 计算机与通信工程学院, 北京 100083;
3. 四川大学 电子信息学院, 成都 610065
Attack detection and security state estimation of cyber-physical systems
GAO Yang1, REN Wang1,3, WU Renpu1, WANG Weiping2, YI Shengwei1, HAN Baijing2
1. China Information Technology Security Evaluation Center, Beijing 100085, China;
2. School of Computer and Communication Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;
3. College of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China
全文: PDF(1777 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 在工业4.0的时代背景下,信息物理系统(CPS)需要慎重考虑安全性、可控性问题。该文基于受到执行器攻击的信息物理系统模型,研究攻击检测与安全状态估计。针对攻击检测问题,设计了一种有限时间异常检测器,可确保系统受到的攻击在预设的有限时间之内被准确检测出来。在此基础上设计了一种观测器对系统的状态进行安全估计。理论分析表明,该观测器可以保证在检测到攻击时立即调整系统,确保系统达到一个安全稳定的状态。最后,通过实验仿真验证了所提方法的有效性。
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高洋
任望
吴润浦
王卫苹
伊胜伟
韩白静
关键词 信息物理系统异常检测安全状态估计检测器观测器    
Abstract:In the Industry 4.0 context, cyber-physical systems (CPS) need effective security and control capabilities. This study analyzes attack detection and security state estimation based on a cyber-physical system model attacked by an actuator. The attack detection uses a finite time attack detector that ensures that existing attacks can be accurately detected within a preset time limit. An observer is then designed to estimate the system state. A theoretical analysis shows that the observer ensures that the system can immediately adjust when attacked and that the system will reach a safe, stable state. Simulations verify the effectiveness of this method.
Key wordscyber-physical systems    abnormal state detection    safe state estimation    detector    observer
收稿日期: 2020-07-09      出版日期: 2021-10-19
基金资助:国家自然科学基金—联合基金项目(U1736117,U1736209);2018年工业互联网创新发展工程“工业互联网安全标准体系与试验验证环境建设”项目
引用本文:   
高洋, 任望, 吴润浦, 王卫苹, 伊胜伟, 韩白静. 信息物理系统的攻击检测与安全状态估计[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(11): 1234-1239.
GAO Yang, REN Wang, WU Renpu, WANG Weiping, YI Shengwei, HAN Baijing. Attack detection and security state estimation of cyber-physical systems. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2021, 61(11): 1234-1239.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.21.008  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2021/V61/I11/1234
  
  
  
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