控制与决策

作者：单华晟,李一刚

单位：沈阳工业大学 人工智能学院,沈阳 110870,,沈阳工业大学 人工智能学院,沈阳 110870,

关键词：信息物理系统;自生成攻击;远程状态估计;$\epsilon$-隐性;K-L散度;互信息

基金：辽宁省自然科学基金博士启动项目(2022-BS-178)；辽宁省教育厅基本科研项目青年项目(JYTQN2023292).

近年来,信息物理系统网络安全问题成为一大研究热点.以攻击者角度研究攻击设计问题可有效评估系统对网络攻击的脆弱性并为设计网络保护措施提供理论依据.鉴于此,在$\epsilon$-隐性下研究针对信息物理系统远程状态估计的最优欺骗攻击设计问题.首先,与需要额外滤波器和历史数据在线计算真实新息的相关结果不同,提出一种利用离线生成的攻击信号篡改传感器测量值以降低系统性能的自生成攻击模型,使攻击更易实现.随后,推导得出该攻击下远程估计误差以量化攻击效果,并将攻击设计问题转化为多变量受限二次优化问题.不同于相关结果的恒定均值,模型采用更具一般性的时变均值,使优化问题包含更多决策变量且相关结果中的攻击优化方法无法直接求解.因此,利用K-L(Kullback-Leibler)散度和互信息的相关统计学性质将问题等价转化.再结合拉格朗日乘数法和所提出的参数特征关联覆盖法得到最优攻击策略,使其在$\epsilon$-隐性下最大化远程估计误差.最后,通过仿真实例验证结果的有效性.

来源：2024年第12期

《控制与决策》期刊编辑部

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