An Adaptive Cyber-Resilient Framework for P2P Energy Trading under Optimal Stealthy Attacks
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
针对P2P能源交易面临的最优隐蔽攻击问题，本文设计含马氏距离增强检测器与自适应rho缓解策略的网络弹性框架，实现98.49%的攻击检测准确率，降低约18.43%运行成本，为安全P2P能源交易提供可行方案。
2026-10-14 cs.SY eess.SY
Path Integral Methods for Synthesizing and Preventing Stealthy Attacks in Nonlinear Cyber-Physical Systems
本文采用路径积分方法合成非线性CPS中最坏情况隐蔽攻击，并设计极小极大KL控制策略缓解攻击，通过单轮导航和巡航控制验证了方法的有效性。
2025-04-23 cs.IT cs.SY eess.SY
Unmasking Stealthy Attacks on Nonlinear DAE Models of Power Grids
本文首次针对电网非线性微分代数模型设计隐蔽虚假数据注入攻击，利用动态与代数状态耦合限制攻击能力，并在IEEE 39节点系统上验证了策略的有效性。
2025-02-28 cs.SY eess.SY
Stealthy Cyber-Attack Design Using Dynamic Programming
研究了控制系统的数据注入攻击问题。我们考虑的攻击，旨在最大限度地提高系统中断，同时保持在有限的地平线上未被发现。这种攻击所造成的最大可能的破坏被表述为一个非凸优化问题，其对偶问题是一个凸的半定规划。我们证明了对偶间隙是零使用S-引理。为了确定最优攻击向量，我们使用拉格朗日对偶函数来制定软约束最优化问题。利用不确定费用函数的动态规划框架求解软约束最优化问题，确定攻击向量。利用Karush-Kuhn-Tucker条件，给出了攻击向量对原问题最优的充要条件.
2021-09-07 cs.SY eess.SY math.OC
ReLUSyn: Synthesizing Stealthy Attacks for Deep Neural Network Based Cyber-Physical Systems
网络物理系统（cps）被部署在许多关键任务环境中，例如医疗设备，自主车辆系统和飞机控制管理系统。随着越来越多的CPS采用深度神经网络（Deep Neural Network，DNN），这些系统可能容易受到攻击。.先前的工作已经证明了CPS对虚假数据注入攻击（虚假数据注入攻击（fdias））的敏感性，这可能会造成重大损害。我们确定了对这些系统的一类新的攻击。在本文中，我们证明了基于DNN的CPS也会受到这些攻击。这些攻击，我们称之为Ripple False Data Injection Attacks（rfdia），使用最小的输入扰动来悄悄地改变dnn输出。输入扰动作为纹波通过多个dnn层传播，以有针对性的方式影响输出。我们开发了一种自动化技术来合成rfdias对基于DNN的CPS。我们的技术使用混合整数线性规划（混合整数线性规划（milp））将攻击建模为优化问题。我们为基于dnn的cps定义了一个抽象，它允许我们自动：1）识别关键输入，2）找到产生输出变化的最小扰动。我们展示了我们的技术在三个实际的cps与两个关键任务的应用：一个（胰腺系统（aps））和两个飞机控制管理系统（水平防撞系统（hcas）和防撞系统-徐（acas-xu））。
2021-05-21 cs.SY eess.SY
Detection of Hidden Attacks on Cyber-Physical Systems from Serial Magnitude and Sign Randomness Inconsistencies
对网络物理系统（CPS）的隐形虚假数据注入攻击会向机载传感器引入错误的测量信息，从而降低系统性能。智能攻击者能够利用系统模型和噪声特性的知识来改变传感器测量，同时保持未被检测到。为了实现这一目标，设计了隐身攻击序列，使得检测器在受攻击和无攻击的情况下表现相似。因此，想要保持隐藏的攻击者将留下不一致行为的痕迹，与系统模型相矛盾。为了解决这个问题，我们提出了一个运行时监视器，通过监视检测测试措施的串行不一致性来发现传感器测量中的这些不一致。具体来说，我们采用卡方故障检测程序来监测其卡方测试措施的幅度和符号序列。我们验证了我们的方法与模拟的无人地面车辆（UGV）的隐身攻击下，并比较各种国家的最先进的异常检测器的检测性能。
2021-10-05 cs.SY eess.SY
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
Safety monitoring under stealthy sensor injection attacks using reachable sets
针对传统故障检测器难以发现的隐蔽传感器注入攻击，提出仅监测控制输入并通过凸优化计算输入可达集椭球边界的安全检测方法，并经仿真验证。
2023-07-24 cs.SY eess.SY
Coding Schemes for Securing Cyber-Physical Systems Against Stealthy Data Injection Attacks
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；New York University（纽约大学）；Duke University（杜克大学）
本文提出一种通过编码传感器输出来检测隐蔽数据注入攻击的方法，利用编码矩阵增加估计残差以抵御智能攻击，相比加密方案更低成本，且设计了时间变化编码矩阵及更新算法。
2016-05-29 cs.CR cs.SY eess.SY
Dual Detection Framework for Faults and Integrity Attacks in Cyber-Physical Control Systems
针对网络物理控制系统，提出双重检测框架，利用闭环隐蔽性条件在控制器与对象侧部署双检测器，通过残差空间区分故障与完整性攻击，并经两阶段优化提升性能，仿真验证有效。
2025-10-15 cs.SY eess.SY
An Innovation-Based Approach to Detect Stealthy Disturbance Attacks in Maritime Monitoring
Università Campus Bio-Medico di Roma（罗马生物医学大学）；Consorzio Nazionale Interuniversitario per i Trasporti e la Logistica (NITEL)（意大利国家交通与物流大学联盟）
本文提出统计检测套件（SDS）用于检测恶意隐蔽干扰，通过Kalman滤波创新直接进行异常监控，结合四种互补检查提升海上系统对物理-网络安全的防御能力。
2026-04-19 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
Plant Equivalent Controller Realizations for Attack-Resilient Cyber-Physical Systems
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）
本文提出了一种基于植物等效控制器的闭环系统抗攻击方法，通过可达集分析和线性矩阵不等式设计，提升网络化物理系统在隐蔽攻击下的鲁棒性。
2026-09-10 cs.SY eess.SY
Coordination Control of Discrete Event Systems under Cyber Attacks
Shanghai Institute of Technology（上海应用技术大学）；Academy of Sciences of the Czech Republic（捷克科学院）；Wayne State University（韦恩州立大学）
本文研究了在联合传感器和执行器攻击下的离散事件系统协调控制问题，提出了一种ALTER模型描述攻击语言，并设计了局部监控器以确保系统安全，推导了必要充分条件，并给出了计算局部状态估计和设计监控器的方法。
2026-05-16 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
Privacy-Preserving Stealthy Attack Detection in Multi-Agent Control Systems
本文提出一种全局-局部攻击检测框架，通过全局观测器与去中心化局部观测器协同，在保护多智能体系统状态隐私的前提下检测隐蔽攻击和零动态攻击，并利用拓扑切换实现可扩展的隐蔽攻击检测。
2021-09-28 cs.SY eess.SY
Lure-and-Reveal: An Exposure Framework for Stealthy Deception Attack in Multi-sensor Uncertain Systems
Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
本文提出一种无需修改传感器接口的暴露框架，通过注入随机暴露震动，使防御方的真实状态估计与攻击方的 manipulated 状态估计产生差异，从而揭露隐蔽欺骗攻击，并推导出暴露条件和补偿条件。
2026-05-11 cs.SY eess.SY
Detecting integrity attacks in IoT-based Cyber Physical Systems: a case study on Hydra testbed
物联网范式改进了经典的信息共享方案。然而，它增加了授予连接系统的安全性的需要。在工业领域，由于需要保护大的攻击面，同时允许系统的可用性和对威胁的存在的实时响应，问题变得更加复杂。在这方面的贡献，我们处理的篡改数据注入到通信信道影响物理系统。所提出的方法依赖于设计一个安全的控制系统编码的输出矩阵根据一个秘密的模式。这种模式是通过使用斐波那契p序列创建的，数字序列取决于一个键。在Hydra实验平台上，以某供水系统的工业控制网络为例，对该方法进行了验证。
2019-10-03 cs.SY eess.SY
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
Zonotope-Based Active Exposure of Stealthy Deception Attacks in Sensor-Fusion Systems
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
本文针对存在未知有界噪声的传感器融合网络物理系统，提出基于 zonotope 的主动暴露方法，通过设计滚动时域优化框架的暴露输入实现隐蔽欺骗攻击检测，经无人机导航仿真验证了方法有效性。
2026-09-03 cs.SY eess.SY
Design and Detection of Covert Man-in-the-Middle Cyberattacks on Water Treatment Plants
本文针对水处理厂提出一种利用系统辨识设计隐蔽中间人攻击的系统化建模方法，并通过PASAD检测方法评估对策，揭示噪声与模型误差对攻击隐蔽性的影响，强调工业控制环境需更鲁棒的检测策略。
2025-11-06 cs.CR cs.SY eess.SY
Regret-Optimal Defense Against Stealthy Adversaries: A System Level Approach
针对控制设计依赖的系统输出易受隐秘攻击的问题，提出含新型度量、系统级优化及等价秩约束求解的遗憾最优控制框架，通过仿真验证了其有效性。
2024-09-14 cs.SY eess.SY
From Passive Monitoring to Active Defence: Resilient Control of Manipulators Under Cyberattacks
Department of Computer Science and Engineering, Mälardalen University（计算机科学与工程系，马尔默大学）
针对虚假数据注入攻击（FDIA）下冗余机械臂的弹性控制问题，提出一种基于异常分数的主动控制级防御方法，通过单调函数衰减控制输入，显著降低攻击引起的末端执行器偏差，同时保证无攻击时的标称性能。
2026-05-26 cs.RO cs.SY eess.SY
A Zero-stealthy Attack for Sampled-data Control Systems via Input Redundancy
Seoul National University（首尔大学）；Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology（大邱庆北科学技术院）
本文提出样本数据控制系统中的一种新型漏洞，当物理系统被数字控制器控制时，若攻击使系统状态通过输出矩阵核，则可实现隐形攻击。输入冗余存在时，此类攻击始终存在。
2018-01-11 cs.SY eess.SY
Detecting Cyber Attacks in Power System AGC Using a Drifted Ornstein-Uhlenbeck Process
McGill University（麦吉尔大学）；Tsinghua University（清华大学）
提出一种基于漂移多元Ornstein-Uhlenbeck过程的最大似然估计方法，用于快速准确检测自动发电控制（AGC）系统中的虚假数据注入攻击，优于传统未知输入观测器和LSTM自编码器方法。
2026-06-01 cs.SY eess.SY
Detection of Stealthy Adversaries for Networked Unmanned Aerial Vehicles*
Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）
本文针对网络化无人机编队控制中的零动态和隐蔽攻击，提出集中式与分散式观测器检测方法，利用通信拓扑切换和本地测量实现隐蔽入侵检测，并通过实验验证其有效性。
2022-05-22 cs.RO cs.SY eess.SY
Generating Sustainability-Targeting Attacks For Cyber-Physical Systems
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）
本文提出了一种通用数学框架，用于建模隐蔽的可持续性目标攻击，并推导出在线性网络物理系统上生成最小努力最大影响攻击的可行性条件。
2026-04-30 cs.SY eess.SY
Deceiving Flexibility: A Stealthy False Data Injection Model in Vehicle-to-Grid Coordination
McGill University（麦吉尔大学）；L’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ)（魁北克水电研究院）
本文提出一种针对eSSM基于V2G协调的隐蔽虚假数据注入攻击，通过操控部分电动车的SoC和功率测量数据，欺骗运营商对车队灵活性的感知，从而逃避异常检测。
2026-03-19 cs.CE cs.SY eess.SY
Targeted Algorithmic Purpose-Driven Cyber Attacks in Distributed Multi-Agent Optimization
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
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
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
Invisible Manipulation Deep Reinforcement Learning Enhanced Stealthy Attacks on Battery Energy Management Systems
本文提出一种名为“隐形操纵”的网络攻击机制，利用深度强化学习生成隐蔽虚假数据注入攻击，误导电池能量管理系统的状态估计，使其在目标时段朝向攻击者预设状态运行，并在高保真微电网测试平台上验证了有效性。
2024-11-10 cs.SY eess.SY
Attack-Resilient State Estimation with Intermittent Data Authentication
对控制系统的基于网络的攻击可能会改变传送到控制器的传感器数据，从而有效地导致控制性能的降低。因此，即使在存在对传感器测量的攻击的情况下，也能够获得准确的状态估计是至关重要的。在本文中，我们分析了弹性状态估计器（RSE）的性能时，任何子集的传感器可能会受到一个隐形攻击者。具体来说，我们考虑的系统与著名的l0为基础的RSE和两个常用的声音入侵检测器（ID）。对于具有有界噪声的线性时不变植物，我们定义了完美可攻击性（PA）的概念，当攻击可能导致无限估计误差，同时保持未被所采用的ID检测到时（即，隐身）。我们推导出必要和充分PA条件，表明即使植物是稳定的，系统也可以完全攻击。虽然PA可以通过使用标准密码机制（例如，消息认证），它们在基于网络的攻击下确保数据完整性，但是它们的连续使用强加了显著的通信和计算开销。因此，我们还研究了在存在隐形攻击的情况下，即使是间歇性使用数据认证对RSE性能保证的影响。我们表明，如果从一些传感器的消息，甚至间歇性认证，隐形攻击可能不会导致无限的状态估计错误。
2020-05-16 cs.SY eess.SY
Distribution-Free Budgeted Stealthy Attack Scheduling for Remote State Estimation
Center for Automotive Research, The Ohio State University（汽车研究中心，俄亥俄州立大学）
本文提出免分布预算隐蔽FDI调度器，结合最坏情况行动与分裂共形校准触发器，实现路径级隐蔽性和预算保证，无需分布假设，并通过实验验证其有效性。
2026-09-21 cs.SY eess.SY
Model-based Randomness Monitor for Stealthy Sensor Attacks
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
对现代自主网络物理系统（CPS）的恶意攻击可以利用有关系统动态和噪声特性的信息来隐藏，同时将系统劫持到不期望的状态。如果攻击试图隐藏在系统噪声配置文件中以保持未被检测到，则意图劫持系统的攻击者将改变传感器测量，这与系统模型的预期相矛盾。为了解决这个问题，在本文中，我们提出了一个框架来检测传感器攻击的影响下的CPS传感器测量的非随机性。具体来说，我们提出了一个运行时监视器，利用两个统计测试，Wilcoxon符号秩检验和串行独立性检验来检测测量数据中不一致的模式。对于建议的统计测试，我们提供了正式的保证和边界的攻击检测。我们验证了我们的方法，通过模拟和实验的无人地面车辆（UGV）的隐身攻击，并比较我们的框架与其他异常检测器。
2020-05-16 cs.RO cs.SY eess.SY
Dual Rate Control for Security in Cyber-physical Systems
University of Illinois（伊利诺伊大学）
本文研究了反馈系统中传感器和执行器的恶意攻击，提出双速率控制器能确保所有攻击可检测，通过快速采样输出提升性能。
2015-04-28 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
Detecting Integrity Attacks on Control Systems using a Moving Target Approach
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文提出利用未知时间变化动态来检测同时试图识别系统并注入隐蔽输出的攻击者，通过引入依赖于控制系统状态的外部状态和传感器来实现检测。
2017-06-25 cs.SY eess.SY
Chaotic Masking Protocol for Secure Communication and Attack Detection in Remote Estimation of Cyber-Physical Systems
本文提出混沌掩蔽协议，通过混沌系统编码传感器测量值，在估计器侧同步解码，无需额外安全链路，可抵御窃听、重放及隐蔽虚假数据注入攻击，保障CPS远程估计安全。
2024-03-14 cs.SY eess.SY
Memoryless Cumulative Sign Detector for Stealthy CPS Sensor Attacks
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
对网络物理系统的隐形虚假数据注入攻击将错误的测量引入传感器，目的是降低系统性能。智能攻击者可以利用系统模型和噪声特性的知识来设计隐形攻击，以通过保持在检测阈值内来逃避最先进的故障检测器的检测。然而，在这些隐藏的攻击中，意图劫持系统的攻击者会留下与系统模型预期相矛盾的非随机行为的痕迹。鉴于这些前提下，在本文中，我们提出了一个运行时的监视器，称为累积符号（CUSIGN）检测器，用于识别隐形伪造的测量，如果测量不再表现在一个随机的方式。具体而言，我们提出的CUSIGN监视器考虑测量残差的符号变化及其预期发生，以检测传感器是否可能受到损害。此外，我们的检测器被设计成一个无记忆的过程，消除了需要存储大量的数据序列的攻击检测。我们的特点提出的CUSIGN技术的检测能力，著名的$χ^2$故障检测方案。此外，我们展示了将CUSIGN增强到基于模型的累积和（Cumulative Sum，Cumulative Sum）检测器的优势，该检测器提供了攻击的幅度范围，用于增强传感器欺骗攻击的检测。我们的方法进行了验证，在导航案例研究的无人驾驶地面车辆（UGV）的模拟。
2020-05-15 cs.RO cs.SY eess.SY
Auxiliary Network-Enabled Attack Detection and Resilient Control of Islanded AC Microgrid
本文提出一种基于辅助层与层间协作的分布式控制策略，实现孤岛交流微电网在隐蔽攻击下的频率恢复、功率共享及攻击检测，并通过仿真验证其有效性。
2023-12-30 cs.SY eess.SY
Exploring Cybersecurity Issues in 5G Enabled Electric Vehicle Charging Station with Deep Learning
电动汽车（EV）的使用量激增，需要可靠的电动汽车充电站（EVCS）的强大部署，该充电站具有毫秒级的范围延迟和5G可以发挥作用的大规模机器对机器通信。然而，5G存在固有的协议、硬件和软件漏洞，严重威胁通信实体的网络物理安全。针对EVCS系统的这些局限性，分析了虚假数据注入（FDI）和分布式拒绝服务（DDoS）攻击对EVCS系统运行的影响。这项工作是我们以前发表的关于EVCS的会议论文的扩展。作为新功能，本文模拟了对5G远程监控和数据采集（SCADA）系统的FDI攻击和同步洪水DDoS攻击，该系统控制EVCS的太阳能光伏（PV）控制器，电池储能（BES）控制器和EV控制器。这些攻击使EVCS系统振荡或移动直流操作点。振荡的频率，它的阻尼，和系统的弹性被发现有关的攻击的强度和目标控制器。最后，我们提出了一种新的基于堆叠式长短期记忆（LSTM）的入侵检测系统（IDS），该系统仅基于电指纹。该模型可以检测到绕过网络层并在监控系统中未被注意到的隐形网络攻击，检测准确率接近100%。
2021-04-17 cs.SY eess.SY
Sensor Attacks and Resilient Defense on HVAC Systems for Energy Market Signal Tracking
本文研究了网络攻击对电网交互式建筑中HVAC系统功率跟踪性能的影响，设计了基于随机优化的隐蔽传感器攻击及弹性控制防御框架，无需过滤受损数据即可将功率跟踪误差降低70%以上。
2023-10-24 cs.SY eess.SY
Attack-Resilient Design for Connected and Automated Vehicles
本文针对CACC车队易受隐蔽FDI攻击的问题，提出协同设计分布式监控器与H∞控制器的方法，以最小化攻击与扰动影响并保证车队性能。
2023-06-19 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
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
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
Resilience to Denial-of-Service and Integrity Attacks: A Structured Systems Approach
研究了网络物理系统对拒绝服务攻击和完整性攻击的抗御能力。网络物理系统被建模为一个线性结构的系统，其弹性的攻击被解释在图论框架。系统的结构弹性由受攻击系统的二分图和有向图表示的连通分量的最大匹配中的不匹配顶点来表征。我们首先提出的条件，系统是有弹性的拒绝服务攻击时，对手可能会阻止访问或关闭某些输入系统。我们扩展了这种分析，以表征系统的弹性时，对手可能会另外有能力影响状态反馈控制策略的实施。这被称为完整性攻击。我们建立的条件下，一个系统，在结构上弹性的DoS攻击也将弹性的某一类完整性攻击。最后，我们制定了一个扩展的情况下切换线性系统，并推导出这样的系统是结构弹性的DoS攻击的条件。
2021-09-02 cs.CR cs.SY eess.SY
A Game-Theoretic Approach to Secure Estimation and Control for Cyber-Physical Systems with a Digital Twin
信息物理系统（CPS）在许多关键应用中发挥着越来越重要的作用。这些有价值的应用程序吸引了各种复杂的攻击。该文研究了一种基于状态估计的隐蔽攻击，其目的是修改CPS的状态估计。智能攻击者可以学习防御策略，并使用秘密攻击策略来避免检测。为了解决这个问题，我们设计了一个卡方检测器的数字孪生（DT），这是一个在线的数字模型的物理系统。我们使用信号博弈证据（SGE），以找到最佳的攻击和防御策略。分析结果表明，所提出的防御策略可以减轻攻击对物理估计的影响，保证CPS的稳定性。最后，我们使用一个说明性的应用程序来评估所提出的框架的性能。
2021-02-04 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
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
A SysML-based language for evaluating the integrity of simulation and physical embodiments of Cyber-Physical systems
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；PAL Robotics（PAL机器人公司）
本文提出基于SysML的SPSysML语言及SPSysAP应用流程，通过定量因素和需求驱动方法评估信息物理系统中仿真与物理部件的完整性，提升组件可重用性，并在辅助生活机器人系统上验证了其有效性。
2025-01-01 cs.AR cs.MA cs.RO
Optimal Detector Placement in Networked Control Systems under Cyber-attacks with Applications to Power Networks
本文针对网络化控制系统中的网络攻击，提出一种零和博弈方法，将防御方检测器布置与攻击方攻击目标选择建模为博弈问题，并通过求解纳什均衡确定最优检测器布置，最终在IEEE电力系统基准上验证了方法有效性。
2023-04-12 cs.SY eess.SY
Model-Free Budgeted Attack Scheduling for Cyber-Physical Systems
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
针对信息物理系统中状态估计器的隐蔽虚假数据注入攻击，提出一种无模型攻击调度器，利用序列自编码器残差的经验分位数替代参数化高斯阈值，在残差重尾分布和系统动力学未知下实现预算跟踪。
2026-06-26 cs.SY eess.SY
