A Dynamic Coding Scheme to Prevent Covert Cyber-Attacks in Cyber-Physical Systems
California Institute of Technology（加州理工学院）；Concordia University（康考迪亚大学）；Qatar University（卡塔尔大学）
本文提出了一种动态编码方案，用于防止物理-网络系统中的隐蔽网络攻击，通过分析攻击条件并提供案例验证其有效性。
2025-12-09 cs.SY eess.SY
Cyber-physical risk modeling with imperfect cyber-attackers
我们建模的恶意网络攻击者寻求诱导电网不安全的负载重新分配攻击的手段所带来的风险，同时明确承认，这样的演员将合理地基于其决策策略的不完善的信息。更具体地说，我们引入了一种新的制定网络攻击者的决策问题，并分析了随机不准确的数据对电网分支导纳或容量的决定的分布，以及它们各自的影响的分布。我们的研究结果表明，不准确的准入值最常导致次优的网络攻击，仍然危及电网安全，而不准确的容量值导致明显不太有效的攻击。我们还发现，在所有（随机）不完善的网络攻击之间，存在常见的受攻击网络资产和常见的受影响物理资产，可以在预防和/或纠正意义上利用这些资产进行有效的网络物理风险管理。
2021-10-01 cs.CR cs.SY eess.SY
Framework of Resilient Transmission Network Reconfiguration Considering Cyber-Attacks
该研究提出一种考虑网络攻击影响的弹性输电网络重构框架，通过分析攻击传播机制、构建量化指标、建立优化模型并经IEEE 39-bus系统验证，可有效提升电网抗攻击弹性。
2024-01-28 cs.SY eess.SY
Preventive-Corrective Cyber-Defense: Attack-Induced Region Minimization and Cybersecurity Margin Maximization
本文提出预防-校正网络防御策略，通过预防性分配资源最小化FDI攻击诱导区域，并校正性最大化网络安全裕度，在IEEE 14节点系统上验证了其有效性与成本效益。
2023-11-13 cs.SY eess.SY
Modeling and Control of Discrete Event Systems under Joint Sensor-Actuator Cyber Attacks
本文研究了离散事件系统中传感器-执行器联合网络攻击问题。我们假设攻击者可以通过改变观测和控制命令来同时攻击一些传感器和执行器。由于网络攻击导致的观测和控制的不确定性，被监督系统的行为变得不确定，并可能偏离安全规范。我们定义了所有可能的语言，可以产生的监督系统，调查网络攻击下的安全监督控制问题的上限。在引入CA-可控性和CA-可观性之后，证明了网络攻击下的监督控制问题是可解的当且仅当给定的规范语言是CA-可控和CA-可观的.此外，我们得到的方法来计算传感器攻击下的状态估计，并合成一个基于状态估计的监督，以实现给定的安全规范下的网络攻击。我们进一步表明，所有的解决方案，建议的状态估计为基础的监督是最大的许可。
2023-01-11 cs.SY eess.SY
Detection of Cyber Attacks in Renewable-rich Microgrids Using Dynamic Watermarking
本文首次展示了使用主动机制来保护可再生能源丰富的微电网免受网络攻击。可再生能源丰富的微电网的网络脆弱性被确定。提出了一种基于动态水印的微电网网络异常检测防御机制。该机制易于实现，在检测网络攻击方面具有理论上可证明的性能。在一个可再生能源丰富的微电网中测试和验证了所提出的机制的有效性。
2020-11-25 cs.SY eess.SY
Cyber Attack and Machine Induced Fault Detection and Isolation Methodologies for Cyber-Physical Systems
研究了信息物理系统中的同时网络攻击和故障检测与隔离问题。建议的解决方案包括两个过滤器的工厂和指挥和控制（C\&C）侧的CPS和未知输入观测器（UIO）的检测器在工厂侧。条件下，所提出的方法可以检测欺骗攻击，如隐蔽攻击，零动态攻击，重放攻击的特点。所提出的方法的一个优点是，不需要完全安全的通信链路，这意味着通信链路可以被对手妥协，而它被用来发送C\&C侧观测估计。此外，假设对手可以访问系统、过滤器和基于UIO的检测器的参数，但是，他们不能访问所有的通信链路信道。条件下，使用通信链路网络攻击，对手不能消除执行器和传感器网络攻击的影响进行了研究。为了说明所提出的CAFDI方法的能力和有效性，提供了模拟案例研究，并与文献中的检测方法进行了比较，以证明我们提出的解决方案的优点和好处。
2020-09-14 cs.SY eess.SY
Vulnerability Assessment of Load Frequency Control Considering Cyber Security
安全性是电力系统运行中最受关注的问题之一。近年来，电力系统运行功能面临的网络安全威胁引起了人们的高度关注，网络安全脆弱性成为评估网络攻击下电力系统运行性能受损的一个新兴课题。针对能量管理系统（EMS）中的关键部件--负荷频率控制（LFC）系统，利用系统对LFC变量/参数攻击的响应，评估其网络安全脆弱性。两种类型的攻击：1）注入攻击和2）规模攻击被认为是评估。两个评估标准反映了系统的稳定性和发电的损害被用来量化网络攻击下的系统损失。通过基于敏感度的方法和攻击树模型，对不同LFC组件的脆弱性进行了排序。此外，提出了一种入侵后网络攻击检测方案。基于分类的计划，使用典型的分类算法进行了研究和比较，以确定不同的攻击场景。
2020-03-12 cs.SY eess.SY
Mitigation and Resiliency of Multi-Agent Systems Subject to Malicious Cyber Attacks on Communication Links
本文旨在研究一种新型的网络攻击，注入到多代理系统（MAS）有一个基本的有向图。网络攻击，这是指定为可控性攻击，是由恶意的对手注入到代理之间的通信链路。对手利用受损的通信链路来伪装网络攻击信号，并试图控制整个MAS网络。对手的目标是通过直接攻击多智能体的一个子集来实现这一目标。提供了恶意黑客控制整个MAS网络的条件。提出并发展了两种安全可控性指标的概念。这些概念被用作度量来评估每个代理提供给对手执行恶意网络攻击的可控性。此外，还研究了通过破坏通信链路对MAS引入零动态网络攻击的可能性。最后，一个说明性的数值例子来证明我们所提出的方法的有效性。
2020-09-14 cs.SY eess.SY
A Cyber-HIL for Investigating Control Systems in Ship Cyber Physical Systems under Communication Issues and Cyber Attacks
本文提出一种基于Docker、$OPAL-RT$和$ns3$的网络硬件在环（Cyber-HIL）平台，用于评估船舶信息物理系统控制操作，并通过MITM和DoS攻击实验验证其在识别漏洞和提升SCPS安全性方面的有效性。
2023-08-25 cs.SY eess.SY
Zero Dynamics Attack Detection and Isolation in Cyber-Physical Systems with Event-triggered Communication
本文提出一种基于事件触发通信和辅助系统的检测机制，能在攻击者完全掌握系统动态并实施FDI攻击时，有效检测并隔离信息物理系统中的零动态攻击，并通过仿真验证了其有效性。
2025-05-09 cs.SY eess.SY
Graph-based Impact Analysis of Cyber-Attacks on Behind-the-Meter Infrastructure
针对表后基础设施互联带来的网络攻击风险，提出基于图的网络物理能源系统模型，用于分析不同攻击向量对电力系统的影响。
2025-02-04 cs.SY eess.SY
Implication of Unobservable State-and-topology Cyber-physical Attacks
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文研究了一类不可观测的态与拓扑网络物理攻击对电网物理后果的影响，通过双阶段优化问题分析攻击对电网线路过载的影响，揭示此类攻击会增加系统对线路故障的脆弱性。
2015-09-01 cs.SY eess.SY
Cyber-Physical Testbed Integrating RTAC with RTDS for Game-Theoretic Topology Control Under Load Altering Attacks
提出集成RTDS与RTAC的信息物理测试平台，采用Python控制算法、Modbus通信和博弈论拓扑控制，以消除负载篡改攻击导致的电压越限。
2023-12-10 cs.SY eess.SY
A Partition-Driven Integrated Security Architecture for Cyber-Physical Systems
针对信息物理系统因复杂性和功能相互依赖性导致的网络攻击级联风险，提出一种新颖的分区驱动集成安全架构，能及时定位攻击并恢复系统功能，在基于高级量测基础设施的定价攻击仿真中有效遏制了攻击并保障了电网可用性。
2019-01-10 cs.SY eess.SY
Detection of Network and Sensor Cyber-Attacks in Platoons of Cooperative Autonomous Vehicles: a Sliding-Mode Observer Approach
人们正在研究自动驾驶汽车排，以提高道路容量和燃油效率。协同自适应巡航控制（CACC）是实现这种编队的一种方法，其中车辆使用无线通信进行协作。虽然这种合作提高了性能，但也使车辆容易受到网络攻击。在本文中的性能分析的滑模观测器（SMO）为基础的方法来检测网络攻击，考虑到同时攻击的通信和本地传感器。为此，所考虑的网络攻击被分为三类，相关的理论属性被证明。此外，在这些类内的攻击可以做的系统，而避免检测的危害进行了分析的基础上模拟的例子。
2021-04-08 cs.SY eess.SY
Resilience assessment framework for cyber-physical distribution power system based on coordinated cyber-physical attacks under dynamic game
针对信息物理配电系统在协同网络-物理攻击下的韧性评估问题，提出基于三阶段动态博弈的框架，采用列与约束生成求解，并在IEEE 33节点和实际47节点系统验证有效性。
2025-06-24 cs.SY eess.SY
Dual State-space Fidelity Blade (D-STAB): A Novel Stealthy Cyber-physical Attack Paradigm
本文提出D-STAB攻击范式，利用高保真与低保真模型间的信息不对称，通过精确对抗约束诱导高保真状态偏差，在BMS最优充电任务中验证了其隐蔽性。
2025-07-09 cs.SY eess.SY
Switching LPV Approach for Analysis and Control of TCP-based Cyber-Physical Systems under DoS Attack
本文针对DoS攻击下基于TCP的网络物理系统，利用马尔可夫跳变模型将其建模为切换LPV时滞系统，推导LMI稳定性条件并设计参数依赖稳定控制器。
2023-12-05 cs.SY eess.SY
Security of Distributed Parameter Cyber-Physical Systems: Cyber-Attack Detection in Linear Parabolic PDEs
针对线性抛物型PDE建模的分布参数信息物理系统，本文分析执行通道网络攻击的可检测性与隐蔽攻击条件，并提出基于输出注入观测器、兼顾稳定性、鲁棒性和攻击敏感性的检测框架。
2021-07-30 cs.SY eess.SY math.OC
Likelihood of Cyber Data Injection Attacks to Power Systems
Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）
本文首次分析网络数据攻击的可能性，通过建模攻击者策略，利用马尔可夫决策过程和线性规划方法研究攻击策略。
2015-12-15 cs.SY eess.SY
Networked Constrained Cyber-Physical Systems subject to malicious attacks: a resilient set-theoretic control approach
DIMES, Universitá degli Studi della Calabria（卡拉布里亚大学 DIMES）；Electrical and Computer Engineering Department, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学电气与计算机工程学院）
本文提出了一种针对受恶意攻击的网络受限协同物理系统的集合理论控制框架，通过物理水印概念设计异常检测模块和控制修复策略，确保在任意攻击场景下系统均匀最终有界并满足约束。
2016-03-25 cs.SY eess.SY
Developing a Correlation Indices to Identify Coordinated Cyber-Attacks on Power Grids
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文提出一种方法，通过开发相关指数来防御电力电网上的协同网络攻击，该方法能检测更复杂的攻击，如测量攻击。
2018-05-29 cs.SY eess.SY
An Online Detection Framework for Cyber Attacks on Automatic Generation Control
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本文提出一种在线检测框架，利用动态水印方法设计攻击检测算法，确保能检测到具备广泛知识的高级攻击者发起的攻击，且无需对发电单元进行硬件更新。
2018-04-21 cs.SY eess.SY
Cyber-Attack Event Analysis for EV Charging Stations
安全可靠的电动汽车充电站（EVCS）在智能交通基础设施中非常重要。随着对EV充电需求的不断增长，EVCS的普及率随着时间的推移而迅速增加。然而，信息和通信技术（ICT）的发展使得EVCS的网络物理系统（CPS）容易受到网络攻击，这可能会破坏电网基础设施以及充电环境的稳定。这项研究提出了一种基于5Ws \& 1H的调查方法来处理网络攻击相关事件，因为目前的调查框架无法理解和处理这些事故。此外，提出了一个随机异常检测系统（ADS），以识别异常，异常活动，和不寻常的操作站实体作为一个后网络事件分析。
2022-11-15 cs.SY eess.SY
Cyber-Attack Detection in Discrete Nonlinear Multi-Agent Systems Using Neural Networks
本文提出了一种分布式网络攻击检测方法在通信信道的一类离散，非线性，异构，多智能体系统，我们提出的基于编队的控制器控制。基于残差的检测系统，利用神经网络（NN）为基础的观察员，开发检测虚假数据注入攻击的代理通信通道。利用李雅普诺夫函数推导出神经网络权值的调整规律和攻击检测阈值。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了检测器残差和编队误差的一致最终有界性。分析了所提方法的攻击可检测性，仿真结果验证了所提检测方法的性能.
2021-02-01 cs.SY eess.SY
A Verifiable Framework for Cyber-Physical Attacks and Countermeasures in a Resilient Electric Power Grid
在本文中，我们研究了针对能源管理系统（EMS）的网络攻击的可行性和物理后果。在此框架内，我们设计了一个完整的仿真平台，以模拟现实的EMS操作：它包括状态估计（SE），实时应急分析（RTCA），和安全约束的经济调度（SCED）。该软件平台使我们能够实现两个主要目标：1）研究EMS的网络漏洞并了解其对系统的影响，以及2）制定和实施针对利用这些漏洞进行网络攻击的对策。我们的研究结果表明，在文献中描述的状态估计的虚假数据注入攻击不容易造成的基本情况下溢出，因为RTCA引入的保守性。为了成功的攻击，需要一个包括所有EMS块的更复杂的模型;即使在这种情况下，也只能实现事后违规。尽管如此，我们提出了几种对策，可以检测由于网络攻击的变化，并限制其对系统的影响。
2021-04-28 cs.SY eess.SY
The Vulnerability of Cyber-Physical System under Stealthy Attacks
本文研究了隐身攻击对随机线性系统的影响。攻击的特征是通过输入、输出或两者向系统中恶意注入，它被称为隐形攻击（stealthy）。如果它产生有限的变化（分别为~），无变化）。相应地，CPS被称为易受攻击的（或严格脆弱），如果它可以通过隐形攻击（或~）严格的隐形攻击）。我们为脆弱性和严格脆弱性提供了充分必要条件。对于抗毁的情况下，我们也提供了一个性能界的健康和攻击系统之间的差异。数值例子说明了理论结果。
2020-02-04 cs.SY eess.SY
Statistical Approach to Detection of Attacks for Stochastic Cyber-Physical Systems
我们研究的问题检测攻击的随机网络物理系统。我们的目的是以最一般的形式来处理这个问题。我们首先引入渐近可检测攻击的概念，因为这些攻击引入了系统输出统计的变化，这些变化是渐近持续的。然后，我们提供了一个渐近可检测性的充分必要条件。该条件保持了一般性，因为它在对系统和攻击方案没有限制性假设的情况下成立。为了说明这个条件的重要性，我们将其应用于检测某些使用简单统计无法检测的攻击方案。我们的必要和充分条件自然会导致一个算法，它给出了一个攻击检测的置信水平。我们目前的仿真结果来说明这种算法的性能。
2021-03-04 cs.SY eess.SY
Localization of Coordinated Cyber-Physical Attacks in Power Grids Using Moving Target Defense and Deep Learning
作为针对电网的最复杂的攻击之一，协同网络物理攻击（CCPA）破坏电网的物理基础设施，并使用同步网络攻击来掩盖其影响。这项工作提出了一种新的方法来检测这种攻击，并确定线路中断的位置（由于物理攻击）。拟议的办法包括三个部分。首先，移动目标防御（MTD）被应用到暴露的物理攻击，通过分布式柔性交流输电系统（D-FACTS）设备主动扰动输电线路电抗。MTD使攻击者掩盖其物理攻击所需的知识无效。其次，卷积神经网络（CNN）应用于定位线路停电位置从妥协的测量。最后，使用模型不可知元学习（MAML）来加速CNN在拓扑重新配置（由于MTD）之后的训练速度，并减少数据/再训练时间要求。使用IEEE测试系统进行模拟。实验结果表明，该方法可以有效地定位线路停电隐身CCPA。
2022-07-25 cs.SY eess.SY
LSTM-based approach to detect cyber attacks on market-based congestion management methods
基于市场的阻塞管理方法采用需求侧管理（DSM）技术来缓解日前市场的阻塞。这些方法对通信层的依赖使其容易受到网络攻击，影响配电网的安全性，可靠性和经济运行。在本文中，我们专注于负载改变攻击，这将损害基于市场的拥塞管理方法的操作。提出了一种使用长短期记忆（LSTM）递归神经网络（RNN）的检测技术。以IEEE 33节点系统为例，验证了所提方法的有效性。获得了97%的准确率，证明了使用LSTM-RNN检测网络中的聚合器的负载改变网络攻击的能力。
2021-09-27 cs.SY eess.SY
The system dynamics analysis, resilient and fault-tolerant control for cyber-physical systems
本文针对网络物理系统，分析攻击与故障对系统动力学的影响，提出传输残差组合的改进配置，并集成设计检测、弹性与容错控制方案，以增强对隐蔽攻击的检测，并通过机器人系统案例验证。
2024-09-20 cs.SY eess.SY
Secure distributed adaptive optimal coordination of nonlinear cyber-physical systems with attack diagnosis
研究了网络攻击下一类非线性大规模网络物理系统的分布式最优协调问题。提出了一种具有攻击诊断功能的安全DOC体系结构，该体系结构保证未受攻击的子系统在受到攻击的子系统收敛到预设安全状态的同时，达到目标函数和最小的输出一致性.一个两层DOC结构的建立与网络和物理层之间的相互作用的重点，其中命令驱动的控制律的设计，产生可证明的最优输出共识。与现有的故障诊断方法一般适用于特定的故障类型不同，攻击诊断的重点是实现对任意恶意行为的检测和隔离。为此，通过精心设计的分布式滤波器产生双耦合残差。设计了具有指定性能的自适应阈值，以提高检测性和隔离性。从理论上保证了任何攻击信号都不能绕过所设计的攻击诊断方法来破坏DOC算法的收敛性，并且可以将本地发生的可检测攻击与来自相邻子系统的传播攻击隔离开来。多个遥控水下机器人的运动协调仿真结果表明了该结构的有效性。
2020-09-27 cs.SY eess.SY
Secure Fusion Estimation Against FDI Sensor Attacks in Cyber-Physical Systems
针对网络物理系统中传感器测量数据可能被虚假数据注入攻击篡改的问题，研究了安全的多传感器融合估计问题。在这项工作中，它被认为是对手可能无法攻击所有的传感器。也就是说，几个传感器仍然没有受到攻击。在这种情况下，新的本地重组子系统，包括FDI攻击信号和未受攻击的传感器测量构造的增强方法。然后，在线性最小方差意义下设计了一种联合卡尔曼融合估计器，同时估计系统状态和FDI攻击信号。最后通过算例说明了所提方法的有效性和优越性。
2022-12-30 cs.SY eess.SY
Targeted Algorithmic Purpose-Driven Cyber Attacks in Distributed Multi-Agent Optimization
University of Utah（犹他大学）
针对分布式多智能体优化现有攻击无法实现特定目标的缺陷，本文提出参与智能体发起的目标驱动算法攻击，建立其原对偶理论基础，通过电动汽车充电仿真验证了攻击有效性。
2025-11-17 cs.SY eess.SY
REACT to Cyber Attacks on Power Grids
Princeton University（普林斯顿大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本文研究了影响电力网络物理基础设施和控制中心数据的网络攻击，提出REACT算法以有效检测攻击区域和线路故障。
2017-09-20 cs.SY eess.SY
Cyber-Physical Risk Assessment for False Data Injection Attacks Considering Moving Target Defences
在本文中，我们研究了影响虚假数据注入（FDI）攻击成功的因素，包括网络和物理加固方式。许多作品认为外国直接投资攻击的背景下，改变一个静态系统中的测量的能力。然而，成功的攻击需要首先入侵系统，然后构建可以绕过坏数据检测（BDD）的攻击向量。通过这种方式，我们开发了一个完整的服务框架，为外国直接投资风险评估。该框架考虑了系统入侵的成本，通过加权图评估结合物理，线过载为基础的脆弱性评估。我们提出了我们的模拟IEEE 14总线系统与覆盖RTU网络的入侵的真实风险模型。网络模型考虑了FDI攻击的多种进入方法，包括仪表入侵、RTU入侵和组合式攻击。入侵后，我们的物理增强模型分析了所需的拓扑发散水平，以防止来自优化攻击向量的分支过载。
2022-09-20 cs.SY eess.SY
Exploration of For-Purpose Decentralized Algorithmic Cyber Attacks in EV Charging Control
本文首次研究电动汽车充电控制中由参与智能体发起的面向特定目的的算法攻击，设计隐蔽与非隐蔽攻击向量，并通过仿真验证其可行性与对配电网的影响。
2023-03-06 cs.SY eess.SY
Deep Reinforcement Learning for DER Cyber-Attack Mitigation
DER与智能逆变器功能的日益渗透将配电网络从具有固定注入/消耗的无源系统转变为具有数百个分布式控制器的有源网络，这些分布式控制器根据系统条件动态调节其操作设定点。这一转变正在通过电网规范和/或国际标准实现功能标准化。然而，DER的独特之处在于，它们通常既不属于配电设施，也不由配电设施运营，因此代表了网络物理攻击的新出现的攻击媒介。在这项工作中，我们考虑将深度强化学习作为一种工具，用于学习一组未妥协的DER单元的控制逻辑的最佳参数，以积极减轻网络攻击对网络DER子集的影响。
2020-09-28 cs.SY eess.SY
Synthesis of Sensor Deception Attacks at the Supervisory Layer of Cyber-Physical Systems
我们研究的安全性的网络物理系统（CPS）的监控层的上下文中。具体来说，我们提出了一个通用的CPS攻击者模型的离散事件系统的框架和调查的问题，合成的攻击策略为一个给定的反馈控制系统。我们的模型捕获了一类欺骗攻击，攻击者有能力劫持传感器读数的子集并误导管理员，其目标是将系统诱导到不期望的状态。我们利用一个类似于游戏的离散过渡结构，称为插入删除攻击结构（IDA），以捕捉监督者和环境（包括系统和攻击者）之间的交互。我们展示了如何使用入侵检测系统来合成三种不同类型的成功隐形攻击，即，避免被管理程序检测到并对系统造成损害的攻击。
2020-08-04 cs.SY eess.SY
Integrated Cyber-Physical Resiliency for Power Grids under IoT-Enabled Dynamic Botnet Attacks
本文研究IoT僵尸网络攻击下电网的信息物理弹性问题，提出跨层博弈论框架，结合网络层防御与物理层动态博弈策略，有效提升系统弹性并在IEEE-39节点系统上验证。
2024-01-03 cs.SY eess.SY
Attack Detection and Identification in Cyber-Physical Systems -- Part I: Models and Fundamental Limitations
University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本文提出统一框架，将网络物理系统建模为线性描述系统，攻击建模为未知输入，分析静态、动态和主动监视器在攻击检测与识别中的基本限制，并给出不可检测和不可识别攻击的构造性代数条件及图论条件。
2012-03-10 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Unknown-Input-Observers for Cyber Attack Detection and Isolation in Formation Flying UAVs
KAIST（韩国科学技术院）
本文研究了编队飞行无人机网络中网络攻击的检测与隔离，采用共识算法实现编队控制，利用未知输入观测器检测并识别被攻击的无人机，同时设计算法在检测到攻击后移除故障无人机以维持编队飞行。
2017-01-23 cs.SY eess.SY
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
Secure Estimation for Unmanned Aerial Vehicles against Adversarial Cyber Attacks
本文针对无人机传感器攻击，设计了一种基于最少假设的高效安全估计器，能抵御任意无界攻击，并通过仿真验证其有效性。
2016-06-13 cs.SY eess.SY
Cubature Kalman Filter as a Robust State Estimator Against Model Uncertainty and Cyber Attacks in Power Systems
本文比较了容积卡尔曼滤波器（CKF）与扩展卡尔曼滤波器（EKF）在电力系统面对模型不确定性和网络攻击时的估计性能，证明CKF在精度和攻击检测上更优。
2025-03-27 cs.SY eess.SY
Application of the unified control and detection framework to detecting stealthy integrity cyber-attacks on feedback control systems
该草案解决了在统一控制和检测框架中检测对自动控制系统的隐形完整性网络攻击的问题。首先介绍了一种无法使用成熟的基于入侵者的技术检测到的一般形式的完整性网络攻击作为内核攻击。著名的重放攻击、零动态攻击和隐蔽攻击是核攻击的特殊形式。给出了核攻击的存在条件。它表明，在控制和检测的统一框架中，所有的内核攻击，可以在结构上检测时，不仅基于控制器的残留，而且基于控制信号的残留信号的产生和用于检测目的。在分析结果的基础上，提出了两种检测核攻击的方案，在不损失控制性能的前提下，实现了可靠的攻击检测。虽然第一种方案类似于公认的移动目标方法和辅助系统辅助检测方案，但第二种检测器是通过反馈控制系统中的控制和监视信号的加密传输来实现的，该反馈控制系统防止对手通过窃听攻击获得系统知识。这两种方案都说明了检测重放，零动态和隐蔽攻击和三坦克控制系统的实验研究的例子。
2021-06-04 cs.SY eess.SY
Cyber Recovery from Dynamic Load Altering Attacks: Linking Electricity, Transportation, and Cyber Networks
本文首次研究动态负荷改变攻击下的网络恢复（CRDA），通过优化维修人员路线移除恶意软件并自适应调整系统运行，构建MILP问题以重置下垂增益并修复受损负荷，保障系统稳定性。
2023-09-06 cs.SY eess.SY
A Deep Learning based Detection Method for Combined Integrity-Availability Cyber Attacks in Power System
作为地球上最大和最复杂的系统之一，电网（PG）的运行和控制已经成为物理层和网络层的复合分析，这使得它容易受到经济和安全考虑的攻击。最近提出了一种新的攻击类型，即组合数据完整性-可用性攻击，其中攻击者可以同时操纵和盲化SCADA系统上的一些测量，以误导控制操作并保持隐身。与传统FDIA相比，这种组合攻击使基于模型的检测机制更加复杂和无效。为了检测这种攻击，本文提出了一种新的随机去噪LSTM-AE（LSTMRDAE）框架，其中可以显式捕获测量的时空相关性，并且通过随机丢弃层来对抗不可用的数据。所提出的算法进行评估和性能进行了验证，在一个标准的IEEE 118总线系统下，各种看不见的攻击尝试。
2022-05-30 cs.SY eess.SY
Towards a formal notion of impact metric for cyber-physical attacks (full version)
工业设施和关键基础设施正在转变为动态适应外部事件的“智能”环境。其结果是，网络物理系统中集成了异构物理和网络组件的生态系统，这些系统越来越容易受到网络物理攻击，即，网络空间的安全漏洞，对系统核心的物理过程产生不利影响。我们提供了一个正式的组成指标，以估计网络物理攻击的影响，针对传感器设备的物联网系统正式在一个简单的扩展轩尼诗和里根的时间处理语言。我们的影响指标依赖于离散时间概括Desharnais等人。的弱互模拟度量。我们证明了我们的定义在两个不同的攻击一个简单的监视系统的充分性。
2018-06-27 cs.CR cs.LO cs.SY
Secure State Estimation and Attack Reconstruction in Cyber-Physical Systems: Sliding Mode Observer Approach
信息物理系统（CPS）是计算资源、网络通信和物理过程的紧密耦合。它们由一组网络组件组成，包括传感器、执行器、控制处理单元和通信代理，它们为物理世界提供工具，使其变得更智能。然而，网络组件也是新的、前所未有的恶意攻击漏洞的来源。为了保护CPS免受攻击，需要考虑保护、检测和识别三个安全级别。在本章中，我们将讨论识别级别，即，安全的状态估计和具有损坏的状态和测量的CPS的攻击重建。考虑到不同的攻击计划可能会攻击状态，传感器，或两者兼而有之，不同的在线攻击重建方法进行了讨论。固定增益和自适应增益有限时间收敛观测算法，特别是滑模观测器，适用于在线重建的传感器和状态攻击。接下来，被破坏的测量和状态将被在线清除，以便阻止攻击经由控制信号传播到CPS。所提出的方法被应用到电力网络，其状态和传感器受到攻击。仿真结果表明了所提出的观测器的有效性。
2019-11-08 cs.SY eess.SY
Active Attack Detection and Control in Constrained Cyber-Physical Systems Under Prevented Actuation Attack
提出了一种面向受限网络物理系统的主动攻击检测方案。尽管被动方法的检测是基于对输入输出数据的分析，主动方法通过设计控制输入来与系统交互，以改善检测。本文主要研究防止驱动攻击，攻击者阻止控制器和执行器之间的信息交换。所提出的方案由两个单元组成：1）检测，和2）控制。检测单元包括一组并行检测器，这些检测器基于多模型自适应估计方法来检测攻击并识别被攻击的执行器。对于控制单元，约束优化方法被开发来确定控制输入，使得控制和检测目标被实现。在制定的检测和控制目标函数，概率的方法是用来获得的好处的\textit{a priori}信息的可用性。通过对一条灌溉渠道的仿真研究，证明了该方案的有效性。
2021-01-25 cs.SY eess.SY
Ensuring Resilience Against Stealthy Attacks on Cyber-Physical Systems
本文提供了一种工具，用于分析旨在实现对网络物理系统（CPS）的隐形或不可检测攻击的弹性机制。我们认为攻击者能够破坏系统的所有输入和输出。为了对抗这样的攻击者，必须实现一个响应方案，使攻击者在一定的时间内不会破坏系统的输入和输出。为了帮助设计这样的响应方案，我们的工具为这些时间段提供了足够的长度，以确保特定概率的安全性。我们提供了一个保守的上限多久，系统可以保持在隐形攻击之前的安全约束被违反。此外，我们展示了检测器如何限制攻击者可以对系统施加的偏见，同时仍然保持隐身，帮助系统操作员设计检测器。我们的贡献证明了一个说明性的例子。
2022-05-01 cs.SY eess.SY
Investigation of Cyber Attacks on a Water Distribution System
本研究针对水分配系统，利用专门工具发起单点及多点网络攻击，揭示攻击传播与系统响应，并设计出有效的攻击检测机制。
2019-06-05 cs.CR cs.SY eess.SY
