Vulnerability Characterization and Privacy Quantification for Cyber-Physical Systems
网络物理系统（CPS）数据在共享、聚合和发布期间的隐私保护是一个具有挑战性的问题。在文献中已经开发了几种隐私保护机制，以保护敏感数据免受对抗性分析，并消除重新识别共享数据的原始属性的风险。然而，大多数现有的解决方案具有缺点，例如（i）缺乏适当的脆弱性表征模型来准确地识别哪里需要隐私，（ii）忽略数据提供者的隐私偏好，（iii）使用统一的隐私保护，这可能为某些提供者创建不充分的隐私，同时过度保护其他提供者，以及（iv）缺乏确保数据隐私保护的全面的隐私量化模型。为了解决这些问题，我们提出了一个个性化的隐私偏好框架，通过表征和量化CPS漏洞，以及确保隐私。首先，我们引入了一个标准的漏洞分析库（SVPL）的能源CPS的节点安排从最大到最小脆弱的隐私损失的基础上。基于这个模型，我们提出了我们的个性化隐私框架（PDP），其中拉普拉斯噪声添加基于个人节点的选择的隐私偏好。最后，结合这两种方法，我们证明了我们的隐私特性和量化模型可以通过消除隐私，效用和丢失信息的风险之间的权衡来实现更好的隐私保护。
2021-11-04 cs.CR
Graph Analytics for Cyber-Physical System Resilience Quantification
本研究提出了一种基于知识图谱建模和图分析的方法论，用于量化信息物理系统的网络弹性，识别关键组件以避免级联效应，并在SWaT测试平台上验证了最具弹性的设计能有效吸收攻击并实现反弹。
2025-04-02 cs.CR
Fingerprinting of Machines in Critical Systems for Integrity Monitoring and Verification
本文提出一种基于系统指纹识别的主动方法，通过在系统干净时捕获主机硬件、文件哈希和内核信息建立历史记录，并开发安全存储工具，以监控关键系统完整性并辅助追溯安全违规根因。
2024-12-21 cs.CR
Multi-Modal Attack Detection for Cyber-Physical Additive Manufacturing
网络物理增材制造（AM）根据其数字表示逐层构建物理3D对象，并已广泛应用于快速原型设计和跨领域功能性最终产品的制造。传统生产过程的计算机化推动了这些技术进步;然而，这也带来了新的脆弱性，需要研究对这些系统的网络攻击。AM破坏攻击是一种源自网络领域的动态网络攻击，最终可能导致物理损坏，伤害甚至死亡。通过在AM数字过程链的任何特定过程中引入不显眼但具有破坏性的更改，攻击者可以以人类观察者不可见的方式损害制造组件的结构完整性。如果制造的对象对其系统至关重要，这些攻击甚至可能危及整个系统的结构完整性，并对其用户构成严重的安全风险。例如，在拉伸试样的3D设计中放置一个不显眼的空隙（尺寸小于1 mm）可以使其屈服载荷降低14%。然而，安全研究主要集中在保护数字资产，忽视了AM系统是CPS的事实。
2021-10-05 cs.CR
Cyber Risk Analysis of Combined Data Attacks Against Power System State Estimation
了解智能电网网络攻击是制定适当的保护和恢复措施的关键。高级攻击追求以最小的成本和可检测性实现最大的影响。针对电力系统状态估计进行了数据完整性和可用性组合攻击的风险分析。我们比较了组合攻击与纯完整性攻击-虚假数据注入（FDI）攻击。针对这两种攻击，提出了一种安全指标，并将其转化为一个混合整数线性规划问题。我们表明，这种组合攻击可以成功的资源比FDI攻击。与系统模型的有限知识的组合攻击也暴露出优势，保持隐形对坏数据检测。最后，利用脆弱性评估和攻击影响分析的结果，评估了组合攻击对系统可靠运行的风险。本文的研究结果得到了详细的案例研究的验证和支持。
2017-08-28 cs.CR
Predictive Cyber-security Analytics Framework: A non-homogenous Markov model for Security Quantification
过去已经提出了许多用于保护计算机网络的安全度量。然而，我们仍然缺乏有效的技术来准确地衡量企业的预测性安全风险，同时考虑到与可能随时间变化的漏洞相关的动态属性。在本文中，我们提出了一个随机的安全框架，获得定量的安全措施，使用攻击图。我们的模型是新颖的，因为现有的攻击图分析研究没有考虑与漏洞相关的时间方面，例如漏洞和补丁的可用性，这些漏洞和补丁可以根据漏洞如何互连和利用来危害系统来影响整体网络安全。更好地理解漏洞与其生命周期事件之间的关系可以让安全从业人员更好地了解其安全状态。为了有一个更现实的表示网络的安全状态将如何随着时间的推移而变化，开发了一个非齐次模型，其中包括一个依赖于时间的协变量，即脆弱性年龄。每日转移概率矩阵估计使用弗雷的脆弱性模型。我们还利用可信的CVSS度量域来分析给定网络的总可利用性和影响度量在一段时间内如何演变。
2015-01-08 cs.CR
Relaxing Integrity Requirements for Attack-Resilient Cyber-Physical Systems
Duke University（杜克大学）
本文研究了在隐蔽攻击下间歇性完整性保障对系统性能的影响，通过线性估计器和残差基入侵检测器，证明即使传感器测量完整性仅间歇性保障，攻击影响仍被显著限制。
2018-01-11 cs.CR cs.SY eess.SY
Composable Post-Quantum Security for FADEC-Coupled Dual-Spool Turbofan Cyber-Physical Systems
Bahçeşehir University（巴切塞尔大学）；University of Turkish Aeronautical Association（土耳其航空协会大学）
本文提出了一种统一的数学框架，用于后量子认证遥测和作动器在FADEC耦合双转子涡轮风扇网络物理系统中的安全通信，结合了基于格的密钥建立、PUF认证熵、认证加密、雷达测高完整性、航空电子总线定时和卡尔曼残差监控。
2026-05-01 cs.CR
FlexiChain 2.0: NodeChain Assisting Integrated Decentralized Vault for Effective Data Authentication and Device Integrity in Complex Cyber-Physical Systems
本文提出FlexiChain 2.0，通过NodeChain分布式UID保险库和链式认证机制，为复杂信息物理系统提供轻量级、抗攻击的数据认证与设备完整性保障。
2023-04-18 cs.CR cs.DC
QuantTM: Business-Centric Threat Quantification for Risk Management and Cyber Resilience
QuantTM通过融合业务代表观点并在威胁建模中收集信息，从经济角度量化威胁事件的潜在财务损失，从而支持风险优先级排序和安全控制措施的经济适用性分析。
2024-02-21 cs.CR
A Formal Approach to Cyber-Physical Attacks
我们应用形式化的方法来奠定和简化理论基础，以推理网络物理系统（CPS）和网络物理攻击。我们专注于%的完整性和拒绝服务攻击的传感器和执行器的CPS的正式治疗，这些攻击的时间方面。我们的贡献有三个方面：（1）我们定义了一个混合过程演算来模拟CPS和网络物理攻击;（2）我们定义了一个网络物理攻击的威胁模型，并提供了评估攻击容忍度/漏洞的方法;（3）我们正式确定了如何估计成功攻击对CPS的影响，并调查攻击成功机会的可能量化。我们说明的定义和结果通过一个非平凡的工程应用。
2017-04-21 cs.CR
Data Integrity Threats and Countermeasures in Railway Spot Transmission Systems
现代火车依靠位于轨道上的应答器（通信信标）在它们穿越铁路网络时提供位置信息。符合欧洲应答器标准的应答器在设计时没有考虑到安全性，因此容易受到针对数据可用性、完整性或真实性的网络攻击。在这项工作中，我们讨论了数据完整性威胁的应答器传输模块，并使用高保真仿真研究数据完整性攻击所带来的风险。为了减轻这种风险，我们提出了一个实用的两层解决方案：在设备级，我们设计了一个轻量级的和低成本的加密解决方案，以保护位置信息的完整性;在系统层，我们设计了一个安全的混合训练速度控制器，以减轻各种攻击下的影响。我们的仿真结果证明了我们提出的解决方案的有效性。
2017-09-18 cs.CR
NoiSense: Detecting Data Integrity Attacks on Sensor Measurements using Hardware based Fingerprints
近年来，已经提出了各种物理和逻辑设备的指纹识别，其目标是唯一地识别诸如PC、膝上型计算机和智能电话的主流IT系统的用户或设备。另一方面，由于各种原因，诸如直接存取关键系统的困难和忠实地再现现实场景所涉及的成本，这些技术在信息物理系统（CPS）中的应用较少被探索。在这项工作中，我们评估的背景下，现实的工业控制系统相关的水处理和分配的指纹识别技术的可行性。基于与44个传感器的六种不同类型的实验，它表明，由于在硬件制造中的微观缺陷的噪声模式可以用来唯一地识别传感器在CPS高达97%的准确度。所提出的技术可用于检测物理攻击，例如用故障或操纵的传感器替换合法的传感器。我们还表明，出乎意料的是，传感器指纹识别可以有效地检测先进的物理攻击，如模拟传感器欺骗由于在有源传感器的换能器接收到的能量的变化。此外，它可以用来构建一个新的挑战-响应协议，暴露网络攻击。
2017-12-05 cs.CR
Tailoring the Cyber Security Framework: How to Overcome the Complexities of Secure Live Virtual Machine Migration in Cloud Computing
本文提出了一种新的安全实时虚拟机迁移框架，通过使用虚拟可信平台模块实例来提高从一个虚拟机到同一平台上的另一个虚拟机的迁移过程的完整性。拟议的框架，被称为Kororandum，是在公共基础设施即服务云计算环境上设计和开发的，并在相同的硬件组件（输入/输出，中央处理器，内存）和相同的管理程序（Xen）上同时运行;然而，在实施Kororandum之前需要评估参数的组合。在传统的分布式计算环境中，Kororecast的实现是不可行的。它需要具有高性能功能的固定资源，并通过高速、可靠的网络连接。确定了以下研究目标以识别云系统中的实时虚拟机迁移的完整性特征：了解与云计算、虚拟可信平台模块、虚拟化、实时虚拟机迁移和管理程序相关的安全问题;识别所提出的框架的需求，包括与不同管理程序之间的实时虚拟机迁移相关的需求;设计并验证所提出的框架的模型、流程和架构特征;提出并实现云环境的端到端安全架构蓝图，提供保护机制的集成视图，然后验证所提出的框架，以提高实时VM迁移的完整性。其次是全面审查的评估系统架构和拟议的框架状态机。因此，本文的总体目标是从云架构和云计算的角度详细分析云计算安全问题。[摘要]
2021-10-09 cs.CR
Towards Situational Aware Cyber-Physical Systems: A Security-Enhancing Use Case of Blockchain-based Digital Twins
本文提出基于区块链的数字孪生框架 TTS-CPS，通过完整性检查和区块链存储规则增强 CPS 安全性，并以汽车行业验证其可行性。
2022-05-03 cs.CR
Blockchain application in simulated environment for Cyber-Physical Systems Security
电网、水和天然气分配等关键基础设施（CI）由工业控制系统（ICS）控制。物理工厂的传感器和执行器由ICS管理。通过网络从可编程逻辑控制器（PLC）传输的数据和命令在Historian中保存和解析。通常，这种架构保证检查由于组件故障和网络攻击可能发生的任何过程异常。这些数据的其他用途允许进行法医分析等活动。保护网络对于保护设备之间的通信也至关重要。对日志设备的网络攻击可能会危及任何取证分析，无论是维护还是发现攻击痕迹。在本文中提出了一种策略，以确保工厂的操作数据记录在历史和数据交换的网络。完整性检查机制与区块链相结合，用于确保数据完整性。通过应用高效的复制机制实现数据冗余，并在攻击后实现数据恢复。
2021-10-25 cs.CR cs.SY eess.SY
Cyber-Physical Authentication Scheme for Secure V2G Transactions
本文针对区块链 V2G 网络中的即插即充场景，提出一种结合网络-物理认证与智能合约的安全交易方案，以抵御中间人和重放攻击并保护用户隐私。
2024-10-23 cs.CR
An AI-Based Supervisory Measurement Integrity Validation Layer for Cyber-Resilient AC/DC Protection in Inverter-Based Microgrids
Department of Electrical and Computer Engineering, University of Toronto（多伦多大学电气与计算机工程系）；Electric Power Engineering Department, Cairo University（开罗大学电力工程系）；Department of Electrical Engineering, Khalifa University（哈利法大学电气工程系）；Concordia Institute for Information Systems Engineering (CIISE), Concordia University（康卡迪亚大学信息系统工程研究所）
本文提出一种基于人工智能的监督测量完整性验证方案，用于检测逆变器主导微电网中因虚假数据注入攻击导致的测量异常，通过训练循环神经网络分析同步的瞬时电流测量数据，实现对故障轨迹与网络测量流的区分。
2026-04-26 cs.AI cs.CR cs.SY
You Can't Always Check What You Wanted: Selective Checking and Trusted Execution to Prevent False Actuations in Cyber-Physical Systems
针对资源受限 CPS 难以检查全部执行命令的问题，提出基于博弈论的选择性检查与延迟感知 TEE 框架 SCATE，在四类真实系统上以更低开销满足时序并提升安全。
2023-04-27 cs.CR
Enhancing Data Integrity and Traceability in Industry Cyber Physical Systems (ICPS) through Blockchain Technology: A Comprehensive Approach
State University of New York at Binghamton（纽约州立大学宾汉姆顿分校）；Inventive Apps Ltd（Inventive Apps有限公司）；MSIT, Emporia State University（埃马里奥州立大学管理与信息技术学院）；Southern Utah University（南犹他大学）；Emporia State University（埃马里奥州立大学）
本研究针对工业信息物理系统（ICPS）面临的安全等挑战，提出用区块链技术增强其数据完整性与可追溯性的综合方法，阐述其多领域应用及需进一步研究的问题。
2026-08-28 cs.CR cs.SY eess.SY
IoMT-SecAlarmBench: A Counterfactual Benchmark for Integrity Attacks in IoMT
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩分校）
本研究提出IoMT-SecAlarmBench半合成基准，用于解决IoMT中完整性攻击检测缺乏反事实真实值的问题，评估现有检测器性能并揭示其存在的权衡问题，相关工具已公开。
2026-08-28 cs.CR
AI-Driven Post-Quantum Cryptography for Cyber-Resilient V2X Communication in Transportation Cyber-Physical Systems
针对量子计算对交通信息物理系统（TCPS）中V2X通信的威胁，本文提出利用人工智能（AI）增强后量子密码学（PQC），通过优化算法选择与资源分配，实现网络弹性通信，确保系统安全与性能。
2025-10-09 cs.CR
Secure Group Key Agreement on Cyber-Physical System Buses
Technical University of Munich (TUM)（慕尼黑工业大学）；Fraunhofer AISEC（弗劳恩霍夫AISEC研究所）
本文提出了一种适用于物联网总线的认证、完全分布式组密钥协议，以应对资源限制、动态成员变化等约束条件。
2026-01-29 cs.CR
Impact of integrity attacks on real-time pricing in smart grids
智能电网使用的现代信息和通信技术受到网络安全威胁。本文研究了完整性攻击对实时的【形】定价（RTP）的影响，RTP是智能电网的一个关键特征，它使用这些技术来提高系统效率。最近的研究表明，RTP创建了一个由相互依赖的实时的【形】价格信号和价格接受需求形成的闭环。这样一个闭环可能被对手利用，其目标是破坏定价系统的稳定。具体而言，对价格信号的微小恶意修改可以被闭环反复放大，导致效率低下甚至严重故障，如停电。本文采用控制理论的方法来推导RTP稳定性的基本条件下的两大类完整性攻击，即缩放和延迟攻击。我们表明，RTP系统是在被破坏的风险，只有当对手可以妥协的价格信号，通过减少他们的价值在缩放攻击，或通过提供旧的价格超过一半的所有消费者在延迟攻击的智能电表广告。研究结果为系统运营商分析各种攻击参数对系统稳定性的影响提供了有用的指导，以便他们可以采取适当的措施来保护RTP系统。
2016-02-09 cs.CR
Checking is Believing: Event-Aware Program Anomaly Detection in Cyber-Physical Systems
保护网络物理系统（CPS）免受恶意攻击至关重要，因为这些攻击可能会对物理系统造成无法弥补的损害。最近的研究表明，在CPS设备上运行的控制程序遭受面向控制的攻击（例如，代码注入或代码重用攻击）和面向数据的攻击（例如，非控制数据攻击）。不幸的是，现有的检测机制不足以检测运行时面向数据的漏洞，由于缺乏运行时执行语义检查。在这项工作中，我们提出了Orpheus，一种新的安全方法，通过执行网络物理执行语义来防御面向数据的攻击。我们首先提出了一种用于推理控制程序的网络物理执行语义的一般方法（即，物理上下文和程序控制流之间的因果依赖性），包括事件识别和依赖性分析。作为Orpheus的一个实例，我们提出了一个新的程序行为模型，即，事件感知有限状态自动机（eFSA）eFSA利用CPS控制程序的事件驱动特性，并将事件检查纳入异常检测。如果特定物理事件缺失以及相应的事件相关状态转换，它会检测面向数据的漏洞。我们评估我们的原型的性能进行案例研究下面向数据的攻击。实验结果表明，eFSA能够成功检测不同的运行时攻击。我们在Raspberry Pi上的原型产生了很低的开销，每个状态转换完整性检查需要0.0001 s，网络物理上下文一致性检查需要0.063 s ~ 0.211 s。
2019-03-25 cs.CR
A Formal Resilience Framework for Cyber-Physical Embodied Systems under Device-Level Cyberattacks
Department of Computer Science, Örebro University, Sweden（瑞典 Örebro 大学计算机科学系）；AI, Robotics and Cybersecurity Center (ARC), Örebro University, Sweden（瑞典 Örebro 大学人工智能、机器人与网络安全中心）
提出一种形式化可靠性框架，将入侵检测系统信息融入弹性评估谓词，用于分析网络攻击对具身CPS任务执行和实体保全的影响，并指导缓解策略部署。
2026-07-21 cs.CR cs.RO
Automated Malware Design for Cyber Physical Systems
网络物理系统的攻击设计对于在设计时和运行时评估CPS弹性以及从测试平台生成丰富的数据集以供研究至关重要。针对网络物理系统的攻击与IT攻击的区别在于，其主要目标是损害物理系统。因此，设计此类攻击需要网络和物理系统知识。当前生成攻击的做法要么集中在使用IT网络安全现有知识体系的系统的网络部分，要么使用黑客攻击来注入可能损害物理过程的攻击。在本文中，我们提出了一种系统的方法，可以根据CPS安全和控制规范自动生成完整性攻击，而无需了解物理系统或其动态。生成的攻击违反了系统的操作和安全要求，因此对系统的弹性提出了真正的测试。我们提出了一种算法来自动化的恶意软件有效载荷的发展。文中给出了几个例子来说明所提出的方法。
2021-07-06 cs.CR cs.SY eess.SY
Relational Analysis of Sensor Attacks on Cyber-Physical Systems
网络物理系统，如自动驾驶汽车或自动驾驶飞机，必须防御针对传感器硬件的攻击。分析系统设计可以帮助工程师了解受损的传感器如何影响系统的行为;然而，由于离散动态，连续动态和非确定性的组合，为网络物理系统设计安全分析是困难的。本文贡献了一个框架建模和分析传感器攻击的网络物理系统，使用混合程序的形式主义。我们形式化和分析系统的鲁棒性的两个相关属性。这些关系性质分别表示（1）系统的安全性是否会受到传感器攻击的影响，以及（2）系统的高完整性状态是否会受到传感器攻击的影响。我们通过定义一个受到攻击的系统和原始未受攻击的系统之间的等价关系来刻画这些关系属性。也就是说，如果被攻击系统的执行与未被攻击系统的执行适当相关，则系统满足鲁棒性属性。我们提出了两种技术的推理等价关系，从而证明了系统的关系属性。一种证明技术将大的证明义务分解为较小的证明义务。另一种证明技术采用了安全信息流文献中的自组合技术，使我们能够将两个系统的等价性推理减少到单个系统的属性推理。这种技术使我们能够重用现有的工具推理混合程序的属性，但由于离散动态，连续动态和非确定性的组合是具有挑战性的。为了进行评估，我们提出了三个案例研究，其动机是现有网络物理系统中的实际设计缺陷。
2021-06-03 cs.CR
Integrity Coded Databases: An Evaluation of Performance, Efficiency, and Practicality
近年来，云数据库存储已成为企业和个人存储信息的廉价且方便的选择。虽然云计算的积极方面使其对数据存储极具吸引力，但它是一个相对较新的服务领域，容易受到网络攻击和安全漏洞的影响。将数据存储在外部位置还要求所有者将其信息的控制权移交给这些在线数据库服务的系统管理员。这就有可能对数据进行恶意的内部攻击，这些攻击可能涉及操纵、遗漏或添加数据。数据的保留，因为它是打算存储被称为数据库的完整性。我们的研究测试了一种潜在的解决方案，通过将原始数据库转换为完整性编码数据库（ICDB）来维护这些云存储数据库的完整性。ICDB利用完整性代码：通过只有数据所有者有权访问的私钥与数据一起创建的加密代码。当查询数据库时，完整性代码将与查询的信息一起返回。然后，所有者能够验证信息是正确的、完整的和新鲜的。因此，ICDB也会导致性能和内存损失。在我们的研究中，我们探索，测试和基准ICDB，以确定维护ICDB与标准数据库的成本和收益。
2018-02-01 cs.CR cs.DB
A robust statistical framework for cyber-vulnerability prioritisation under partial information in threat intelligence
针对网络漏洞评估中的不确定性问题，提出基于中分位数回归的鲁棒统计框架，设计部分信息下的排序不变准确率指标，经模拟与真实数据验证，可为威胁情报决策提供支撑。
2024-06-13 cs.CR stat.AP stat.ME
Residual-Based Detection of Attacks in Cyber-Physical Inverter-Based Microgrids
针对信息物理微电网中隐秘间歇性完整性攻击的检测空白，提出结合稳定性约束的非线性残差观测器方法，经含四台分布式发电机的基准验证，可在满足约束的同时有效检测攻击。
2023-06-12 cs.CR cs.SY eess.SY
Skip to Secure: Securing Cyber-physical Control Loops with Intentionally Skipped Executions
Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
本文提出一种通过有意跳过控制回路执行的控制理论对策，以抵御隐蔽攻击并降低CAN汽车信息物理系统中的密码安全开销，同时保持性能与安全。
2020-07-16 cs.CR cs.SY eess.SY
Prevention of cyberattacks in WSN and packet drop by CI framework and information processing protocol using AI and Big Data
Anna University（安娜大学）
针对WSN中的网络攻击与数据包丢失问题，提出整合认知智能框架、信息处理协议及AI和大数据方法的综合防御框架，通过实时监控、异常检测和加密认证，有效检测多种攻击并提高网络可靠性。
2023-06-15 cs.CR cs.LG cs.NI
Anomaly-Based Intrusion Detection System for Cyber-Physical System Security
在过去的十年中，工业控制系统经历了与信息技术的大规模集成。工业网络经历了无数次技术变革，以保护运营和生产流程，导致今天的新工业革命。信息技术工具无法保证工业领域的机密性、完整性和可用性，因此了解物理组件与网络的交互至关重要。因此，工业控制系统通常是信息物理系统（CPS）的一个例子。本文旨在为网络物理系统中的网络攻击检测提供一种工具。该方法基于机器学习来提高系统的安全性。通过分析机器学习假设的值，可以评估三个模型的分类性能。使用训练集获得的模型允许对异常行为的样本和与正常行为相关的样本进行分类。在水箱系统中实现了攻击识别，利用机器学习的识别方法来避免水箱溢出等危险状态。结果令人鼓舞，证明了其有效性。
2021-10-25 cs.CR cs.SY eess.SY
A Framework to Quantify the Probability of Future Cyber Loss Events
Mnemonic
本文提出LEFSA框架，利用机器级概率预测与分层聚合，从运营遥测数据量化未来网络损失事件概率，经23个组织数据验证，XGBoost平均AUC达0.90，为数据驱动的网络风险管理奠定基础。
2026-10-05 cs.CR stat.AP
Cyber-Physical Steganography in Robotic Motion Control
National Institute of Informatics（情报信息学研究所）；Feng Chia University（逢甲大学）；University of Tokyo（东京大学）
本文提出机器人运动控制中的信息物理隐写范式，利用环境刺激影响机器人运动并从轨迹解码消息，以完整性和低偏差保障保密性，并通过多任务仿真验证。
2025-01-08 cs.AI cs.CR cs.RO
Use of Graph Neural Networks in Aiding Defensive Cyber Operations
Mississippi State University（密西西比州立大学）；University of Texas at El Paso（德克萨斯大学埃尔帕索分校）
本文研究图神经网络在辅助防御性网络作战中的应用，重点分析其如何帮助打破洛克希德·马丁网络杀伤链各阶段，并探讨开放研究问题与改进方向。
2024-01-11 cs.AI cs.CR cs.LG
Generative AI Misuse Potential in Cyber Security Education: A Case Study of a UK Degree Program
Newcastle University（纽卡斯尔大学）
本文研究了生成式AI在网络安全教育中的潜在滥用问题，提出了一种评估框架以量化项目暴露风险，并提出LLM抗性评估策略以维护学术标准。
2026-01-20 cs.CR cs.CY
Extensible Machine Learning for Encrypted Network Traffic Application Labeling via Uncertainty Quantification
MIT Lincoln Laboratory（麻省理工学院林肯实验室）
针对加密网络流量ML模型易失效、缺乏不确定性量化的问题，本研究构建了含10个应用VPN加密流量的公开数据集，提出基于相对马氏距离p值校准OOD分数的可扩展ML框架，F1达0.98，可有效识别新流量并适配企业网络。
2023-10-06 cs.CR cs.LG
Cyber Security in Cloud: Risk Assessment Models
本文提出了云风险评估模型应具有的特征，并对考虑这些特征的文献进行了回顾，以确定当前的差距。这项工作显示了云RA模型的排名及其与理论参考云风险评估模型的符合程度。文献回顾表明，RA方法利用CSA（云安全联盟）STAR注册表，已考虑到组织的安全要求，呈现出更高的合规程度，但他们仍然缺乏风险经济量化。尽管基于当前NIST SP 800：30、ISO 27001、ISO 27005、ISO 30001、ENISA标准的概念模型、方法和框架数量众多，但可以通过使用技术经济模型（如作者创建的UTEM）来增强，以便构思更简化的模型，用于有效的风险评估和缓解，更接近云风险评估的理论参考模型，适用于所有云模型（IaaS、PaaS、SaaS），并且易于所有利益相关者使用。
2021-06-19 cs.CR cs.NI
Medical Image Data Provenance for Medical Cyber-Physical System
ANSK School of Information Technology（ANSK信息技术学院）；Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
本研究提出利用水印技术将设备指纹（DFP）嵌入移动成像设备捕获的原始图像中，并引入鲁棒的远程验证方法，有效确保了医疗信息物理系统等互联环境中医学图像数据的溯源、真实性与完整性。
2024-03-22 cs.CR cs.CV
Breaking the Flow and the Bank: Stealthy Cyberattacks on Water Network Hydraulics
本文系统分析供水管网中隐蔽性虚假数据注入攻击，提出仅需局部传感器知识的简单攻击形式，在基准网络上证明其能持续增加成本并改变水流且不被检测，为脆弱性评估与防护策略提供见解。
2025-04-24 cs.CR cs.SY eess.SY
Integrating Security in Resource-Constrained Cyber-Physical Systems
针对网络级攻击的防御机制通常基于加密技术的使用，例如提供数据完整性保证的消息认证码。然而，这种机制需要大量的资源，这妨碍了它们在资源有限的网络物理系统中的持续使用。最近，它显示了如何利用植物的物理特性，以放宽这些要求的系统中，传感器测量和执行器的命令是通过一个受损的网络传输;特别是，间歇使用的数据认证，仍然可以提供质量控制（QoC）保证，即使在存在虚假数据注入攻击。因此，在这项工作中，我们专注于将安全性集成到现有系统中，以防止这些攻击。我们介绍了一种设计时的方法，将QoS的要求，在存在的攻击到端到端的实时控制事务，其中包括数据采集和认证，通信和控制的时间约束。这允许我们制定一种基于混合整数线性规划的方法，用于合成可分配的任务和消息参数（即，最后期限和偏移），其维持所部署的控制器的定时要求，同时增加针对攻击的足够级别的保护;具体地，该方法提供适当的间歇认证策略，其确保在攻击下的期望QoC级别。为了进一步减少与安全相关的带宽开销，我们建议使用累积消息身份验证。此外，我们引入了一种方法，机会主义使用剩余的资源，以进一步提高整体质量保证，同时确保系统的可扩展性。最后，我们证明了我们的方法在合成汽车系统以及汽车案例研究的适用性。
2018-11-08 cs.CR cs.SE
Hash-MAC-DSDV: Mutual Authentication for Intelligent IoT-Based Cyber-Physical Systems
以物联网（IoT）形式连接的网络物理系统（CPS）容易受到各种安全威胁，这是由于IoT设备的基础设施部署较少。这些网络的设备到设备（D2 D）认证确保了部署区域中信息的完整性、真实性和机密性。文献提出了不同的方法来解决CPS技术中的安全问题。然而，它们大多基于集中式技术或特定的系统部署，具有较高的计算和通信成本。因此，有必要开发一种有效的方案，可以解决物联网设备CPS技术中的安全问题。本文提出了一种轻量级的Hash-MAC-DSDV（Hash Media Access Control Destination Sequence Distance Vector）路由方案，以解决CPS技术中的认证问题，并以物联网网络的形式连接。为此，分别从本地链和公共链开发了物联网设备（多WSNs）的CPS。所提出的方案通过Hash-MAC-DSDV相互方案来确保D2 D认证，其中在第一阶段中注册各个设备的MAC地址，并在第二阶段中在网络中通告。该方案允许合法设备修改其路由表并单播单向散列认证机制，以将其捕获的数据从源传输到目的地。我们的评估结果表明，哈希- MAC-DSDV超过现有的计划在攻击检测，能源消耗和通信指标。
2021-05-17 cs.CR cs.NI
RobResilience: Implementing and Evaluating a Resilience Framework for Cyber-Physical Embodied Systems
Örebro University（厄勒布鲁大学）；University of Padua（帕多瓦大学）
针对具身网络物理系统在攻击下无法区分安全退化与灾难危险的问题，本文提出RobResilience框架，在Webots中基于PR2和ROS2实现，通过运行时评估三个谓词并触发缓解，经八个场景验证与理论一致。
2026-09-16 cs.CR cs.RO cs.SY
TitanCFI: Toward Enforcing Control-Flow Integrity in the Root-of-Trust
本文提出TitanCFI，一种在现代RISC-V SoC的可信根中强制执行控制流完整性的新方法，通过修改内核提交阶段将控制流指令流式传输至RoT固件执行策略，复用硬件资源并利用防篡改存储保护元数据，实现1%的极低面积开销。
2024-01-04 cs.AR cs.CR
Modelling Load-Changing Attacks in Cyber-Physical Systems
网络物理系统（CPS）存在于许多环境中，解决了无数的目的。例如，物联网（IoT）或嵌入在设备中的传感软件，甚至是测量和响应智能电网中电力需求的专用仪表。由于它们的普遍性，它们通常被选为更大范围网络安全攻击的接收者。这些措施促进了全系统的中断，并针对一个关键方面，如保密性、完整性、可用性或这些特征的组合。我们的论文重点关注一种特殊而令人沮丧的攻击，其中恶意采用协调的恶意软件感染物联网单元来同步打开或关闭高瓦数设备，影响电网的主要控制管理。我们的模型可以扩展到更大的（智能）电网，活动建筑物以及类似的基础设施。我们的方法针对包含各种类型发电厂的理论电网，对协调负载变化攻击（CLCA）（也称为GridLock或BlackIoT）进行了建模。它采用连续时间马尔可夫链，其中发电厂和僵尸网络等元素在正常或攻击情况下建模，以评估CLCA在电力依赖基础设施中的效果。我们展示了我们的建模方法，在电力供应商（如发电厂）的情况下被僵尸网络的目标。我们演示了我们的建模方法可以量化僵尸网络攻击的影响，并抽象为任何CPS系统，涉及在智能电网的电力负荷管理。我们的研究结果表明，通过优先考虑发电厂的类型，攻击的影响可能会改变：特别是，我们找到了最具影响力的攻击时间，并显示了不同的策略如何影响他们的成功。我们还根据当前的需求和攻击强度找到最佳的发电机。
2019-12-17 cs.CR cs.SY eess.SY
A Formal Approach to Physics-Based Attacks in Cyber-Physical Systems (Extended Version)
我们应用形式化方法来奠定和简化理论基础，以推理网络物理系统（CPS）和基于物理的攻击，即，针对物理设备的攻击。我们专注于一个正式的治疗的完整性和拒绝服务攻击的传感器和执行器的CPS，这些攻击的时间方面。我们的贡献是四倍的。(1)~我们定义了一个混合进程演算来对CPS和基于物理的攻击进行建模。(2)我们正式定义了一个威胁模型，该模型指定了MITM攻击，这些攻击可以操纵传感器读数或控制命令，以将CPS驱动到不期望的状态，并且我们提供了评估攻击容忍度/漏洞的方法。(3)~我们正式确定了如何估计成功攻击对CPS的影响，并调查攻击成功机会的可能量化。(4)~我们通过在Uppaal SMC中形式化一个非平凡的运行示例来说明我们的定义和结果，Uppaal SMC是Uppaal模型检查器的统计扩展;我们使用Uppaal SMC作为一个自动工具，用于对我们的运行示例进行静态安全分析，并且当暴露于三种不同的基于物理的攻击时，具有不同的影响。
2021-05-22 cs.CR cs.LO cs.SY
