控制与决策

作者：刘锦铭,刘莉,胡鑫,张淑宁,李亦昊,王增锋

单位：鲁东大学 信息与电气工程学院，山东 烟台 264025,,鲁东大学 信息与电气工程学院，山东 烟台 264025,,鲁东大学 数学与统计科学学院，山东 烟台 264025,,鲁东大学 蔚山船舶与海洋学院，山东 烟台 264025,,鲁东大学 信息与电气工程学院，山东 烟台 264025,,鲁东大学 信息与电气工程学院，山东 烟台 264025,

关键词：信息物理系统;虚假数据注入攻击;拒绝服务攻击;隐私保护;安全状态估计;无人水面船艇

基金：国家自然科学基金项目(62273172, 61903172)；山东省自然科学基金项目(ZR2023MF105, ZR2022MF231, ZR2024MF055, ZR2022MF292)；山东省高等教育机构优秀青年创新团队项目(2021KJ042)；烟台市科技创新发展计划项目(2024JCYJ092).

信息物理系统(CPSs) 的网络安全问题日益突出. 为确保CPSs的安全运行和数据可靠性, 研究无人水面船艇(USVs) 在拒绝服务(DoS)攻击和虚假数据注入(FDI)攻击下的分布式分阶弹性状态估计问题. 首先, 提出一种基于随机加密技术的隐私保护模型, 分析在FDI和DoS联合攻击以及FDI双通道攻击的不同场景下, 攻击对估计误差和系统估计性能的影响; 其次, 为了抵御FDI 攻击, 数据在整个通信过程中都进行加密处理, 为防御DoS攻击, 提出一种加密补偿机制; 然后, 由于开放的网络环境使USV在数据传输过程中会遭遇联合攻击而威胁系统状态的真实性, 构造一种分布式分阶弹性状态系统来抵抗联合攻击, 保证获得CPS的真实状态; 最后, 通过对无人水面船艇的速度状态的仿真和对比实验, 验证所提出方法的有效性.

来源：2025年第7期

《控制与决策》期刊编辑部

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