近年來,信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical System,簡稱CPS)的安全問題引起了社會各界的廣泛關(guān)注。在CPS中,網(wǎng)絡(luò)威脅以多種方式出現(xiàn)并對系統(tǒng)運(yùn)行造成重大破壞。在無線CPS中,攻擊者可以通過信道擁塞來阻斷通信數(shù)據(jù)的傳輸,導(dǎo)致所謂的擁塞攻擊。此外,通過無線信道進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)估計(jì)是無線CPS的一個典型應(yīng)用。目前大多數(shù)文獻(xiàn)都是在單個傳感器和單信道情況下,研究系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)和安全問題。對多傳感器多信道且每個通信信道都有可能被擁塞攻擊干擾的情況,研究系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)和攻擊調(diào)度問題是CPS中的一項(xiàng)十分有意義且急需進(jìn)行的工作。本文首先對于兩個傳感器系統(tǒng)的情況,研究了在攻擊者能量受限條件下的最優(yōu)離線節(jié)能擁塞攻擊調(diào)度問題,并將得到的結(jié)果推廣到多信道多傳感器的情況。其次,對于每個傳感器只能觀測到系統(tǒng)部分狀態(tài)的情況,研究兩個傳感器的最優(yōu)離線擁塞攻擊調(diào)度問題,利用系統(tǒng)狀態(tài)的本地估計(jì)提出了一種基于遠(yuǎn)程估計(jì)的穩(wěn)定狀態(tài)估計(jì)算法。再次,基于信道的信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio,簡稱SINR),在能量受限的DoS攻擊下,考慮針對無線CPS的遠(yuǎn)程狀態(tài)估計(jì)的...

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 信息物理系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用
        1.1.2 信息物理系統(tǒng)的安全威脅
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 信息物理系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)安全威脅的特性及其數(shù)學(xué)模型
        1.2.2 信息物理系統(tǒng)中針對遠(yuǎn)程狀態(tài)估計(jì)的安全問題研究
    1.3 本文研究工作的動機(jī)和主要內(nèi)容
        1.3.1 本文研究工作的動機(jī)
        1.3.2 本文主要研究工作
第二章 信息物理系統(tǒng)中能量約束下最優(yōu)離線擁塞攻擊調(diào)度
    2.1 引言
    2.2 最優(yōu)攻擊調(diào)度問題構(gòu)建
        2.2.1 系統(tǒng)模型與觀測模型
        2.2.2 擁塞攻擊模型
        2.2.3 最優(yōu)攻擊調(diào)度問題描述
    2.3 能量約束下針對遠(yuǎn)程狀態(tài)估計(jì)的最優(yōu)離線擁塞攻擊調(diào)度
    2.4 多系統(tǒng)多信道下最優(yōu)離線攻擊調(diào)度算法與分析
    2.5 仿真結(jié)果
    2.6 本章小結(jié)
第三章 信息物理系統(tǒng)中針對可觀性約束的最優(yōu)離線擁塞攻擊調(diào)度
    3.1 引言
    3.2 可觀性約束下最優(yōu)擁塞攻擊調(diào)度問題構(gòu)建
        3.2.1 系統(tǒng)模型與觀測模型
        3.2.2 擁塞攻擊模型
        3.2.3 可觀性約束下針對擁塞攻擊的狀態(tài)估計(jì)
        3.2.4 可觀性約束下最優(yōu)攻擊調(diào)度問題描述
    3.3 可觀性約束下針對遠(yuǎn)程狀態(tài)估計(jì)的最優(yōu)離線擁塞攻擊調(diào)度
    3.4 系統(tǒng)狀態(tài)可觀情況下最優(yōu)離線擁塞攻擊調(diào)度
    3.5 仿真結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
第四章 信息物理系統(tǒng)中基于信干噪比的最優(yōu)在線DoS攻擊能量分配
    4.1 引言
    4.2 最優(yōu)攻擊能量分配問題構(gòu)建
        4.2.1 系統(tǒng)模型與觀測模型
        4.2.2 DoS攻擊下基于SINR的無線通信模型
        4.2.3 最優(yōu)攻擊能量分配問題描述
    4.3 針對遠(yuǎn)程狀態(tài)估計(jì)的基于SINR的最優(yōu)在線攻擊能量分配
        4.3.1 MDP構(gòu)建
        4.3.2 最優(yōu)策略的結(jié)構(gòu)性結(jié)果
    4.4 仿真結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 信息物理系統(tǒng)中針對能量采集傳感器的最優(yōu)在線傳輸能量分配
    5.1 引言
    5.2 最優(yōu)傳輸能量分配問題構(gòu)建
        5.2.1 系統(tǒng)模型與觀測模型
        5.2.2 基于信噪比的無線通信模型與能量采集傳感器
        5.2.3 最優(yōu)傳輸能量分配問題描述
    5.3 針對遠(yuǎn)程狀態(tài)估計(jì)的最優(yōu)在線傳輸能量分配
        5.3.1 MDP構(gòu)建
        5.3.2 最優(yōu)策略的結(jié)構(gòu)性結(jié)果
    5.4 仿真結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者攻讀博士學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3874847