Comparison and performance analysis of dynamic encrypted control approaches
本文针对动态加密控制器中的噪声增长与编码溢出问题，比较自举、状态周期重置、整数重构和 FIR 控制器等方法，并结合稳定性、性能分析及基准数值实验评估其适用性。
2025-10-20 cs.CR cs.SY eess.SY
Optimal Security Parameter for Encrypted Control Systems Against Eavesdropper and Malicious Server
在以前的研究中，已经引入了样本识别复杂度和样本解密时间，以捕获对手的系统辨识的估计误差和计算时间。这些量在定义加密控制系统的安全性和设计安全参数方面起着至关重要的作用。本研究提出一个最佳的安全参数下的加密控制系统的网络窃听者和恶意控制器服务器谁试图识别系统参数，使用最小二乘法。安全参数设计是基于对传统同态加密的改进来实现的，以提高样本解密时间和新的样本识别复杂度，其特征在于可控性Gramians和识别输入与系统噪声的方差比。通过数值仿真证明了所提出的安全参数设计方法的有效性。
2023-03-23 cs.CR cs.SY eess.SY
Ring-LWE based encrypted controller with unlimited number of recursive multiplications and effect of error growth
Seoul National University（首尔大学）；Seoul National University of Science and Technology（首尔科学技术大学）
本文提出基于环LWE的加密控制器，通过多项式结构实现无限递归乘法，利用闭环稳定性约束误差增长，提升控制性能。
2025-01-20 cs.SY eess.SY
Encrypted Dynamic Control exploiting Limited Number of Multiplications and a Method using RLWE-based Cryptosystem
本文提出一种基于RLWE加密系统的加密动态控制方法，通过有限乘法次数和并行运算降低计算与通信开销，实现长期稳定性能。
2024-10-25 cs.CR cs.SY eess.SY
Cyber-Secure Teleoperation With Encrypted Four-Channel Bilateral Control
本研究开发一个加密的四通道双边控制系统，使姿态同步和力反馈的领导者和追随者的机器人手臂。加密的双向控制系统传送加密的信号，并且使用同态加密来利用加密的控制参数进行操作。我们创建两个轴的机器人手臂，并确定他们获得一个非线性模型，包括一个线性系统和一个非线性干扰。设计了干扰观测器、反力观测器和比例微分控制器，构建了网络化机器人操作系统。在构建的双边控制系统中的控制器使用控制器加密技术在专用计算机上安全地实现。实验结果表明，所开发的双边控制系统可以方便的加密通信和控制器，同步的姿态，并反馈反作用力。通过实验验证，加密的四通道双向控制系统能够继承原始（未加密）双向控制系统的控制性能。
2023-02-27 cs.SY eess.SY
Taking Advantage of Rational Canonical Form for Faster Ring-LWE based Encrypted Controller with Recursive Multiplication
Seoul National University（首尔大学）；Seoul National University of Science and Technology（首尔科学技术大学）
本文提出利用有理标准型和多项式打包技术，实现基于环LWE的加密控制器高效递归乘法运算。
2025-12-31 cs.SY eess.SY
Encrypted Simultaneous Control of Joint Angle and Stiffness of Antagonistic Pneumatic Artificial Muscle Actuator by Polynomial Approximation
为开发网安柔性驱动器，研究提出基于LASSO多项式逼近与同态加密的对动式PAM驱动器关节角度-刚度加密同步控制方法，实验验证其跟踪误差低于2.7%。
2023-06-12 cs.SY eess.SY
On the (non-)resilience of encrypted controllers to covert attacks
研究探讨了加密控制器在面对隐秘攻击时的鲁棒性问题，提出通过可验证计算实现安全防护，无需通信开销。
2026-05-15 cs.CR cs.SY eess.SY
Toward nonlinear dynamic control over encrypted data for infinite time horizon
最近的研究加密控制使用同态加密允许安全的操作，直接执行加密数据的计算，而无需解密。由于对加密消息的操作数量的限制，在加密数据上实现动态控制器提出了独特的挑战。因此，不可能在无限时间范围内执行递归操作。在本说明中，我们证明了，它是可能的运行一个动态控制器的加密数据的无限时间范围内，如果控制器的输出可以表示为一个固定数量的先前的输入和输出的函数。所提出的实现需要在工厂的输入和输出处进行加密。我们确定了一类非线性系统，可以容纳所提出的实施。使用所提出的加密控制器，可以保证闭环性能，通过适当选择参数，确保量化误差任意小。我们表明，所提出的方法是服从线性系统（作为一个子集的所述非线性系统）的性能保证。
2021-10-12 cs.SY eess.SY
Bootstrapping Guarantees: Stability and Performance Analysis for Dynamic Encrypted Control
本文研究动态加密控制，将bootstrapping引入的误差视为鲁棒控制框架中的不确定性，为系统提供稳定性与性能保证，并通过提升版本降低测试保守性。
2024-03-27 cs.CR cs.SY eess.SY
ARX-Implementation of encrypted nonlinear dynamic controllers using observer form
Seoul National University（首尔大学）；Seoul National University of Science and Technology（首尔科学技术大学）
本文提出了一种基于观察者形式的加密非线性动态控制器实现方法，通过将状态空间模型转换为ARX模型，利用加密输入输出进行计算，从而在有限递归操作次数下实现高效控制。
2025-12-24 cs.SY eess.SY
Malleability-Resistant Encrypted Control System with Disturbance Compensation and Real-Time Attack Detection
本研究提出基于KHE的加密DOB-PID控制系统，兼具扰动补偿与延展性攻击实时检测能力，经工业线性平台实验验证，跟踪精度优于传统加密PID，可有效检测两类延展性攻击。
2025-07-30 cs.SY eess.SY
A Learning With Errors based encryption scheme for dynamic controllers that discloses residue signal for anomaly detection
Seoul National University（首尔大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Purdue University（普渡大学）；Seoul National University of Science and Technology（首尔科学技术大学）
本文提出了一种基于学习误差的加密方案，用于动态控制器，能够在不泄露秘密密钥的情况下自动披露残差信号以检测异常，同时保持其他信号的隐私。
2026-05-21 cs.SY eess.SY
A code-driven tutorial on encrypted control: From pioneering realizations to modern implementations
本文面向加密控制入门，以代码驱动教程形式介绍其安全背景，并基于 Paillier、GSW 和 CKKS 展示状态反馈与 PI 控制器的加密实现。
2024-04-06 cs.SY eess.SY
Sample Identifying Complexity of Encrypted Control Systems Under Least Squares Identification
在以往的研究中，引入了一个样本识别复杂度来捕获对手的系统辨识估计误差。复杂性在定义加密控制系统的安全性以及为系统设计控制器和安全参数方面起着至关重要的作用。本研究提出一种新的样本识别复杂性的加密控制系统下的对手谁识别系统参数使用最小二乘法。所提出的复杂性的特点是由一个可控Gramian和识别输入方差的噪声方差的比率。我们通过数值模拟研究了所提出的复杂性及其与Gramian和方差比相关的变化的紧密性。仿真结果表明，所提出的复杂度捕获的估计误差的行为具有足够的水平。此外，它证实了可控性Gramian在所提出的复杂性的影响变得更大的方差比的增加。
2022-10-17 cs.CR cs.SY eess.SY
Secure Two-Party Matrix Multiplication from Lattices and Its Application to Encrypted Control
Department of Information and Physical Sciences, Graduate School of Information Science and Technology, The University of Osaka（大阪大学信息理工学研究科信息物理科学系）
提出一种基于格假设的近似矩阵乘法两方计算协议，单轮通信实现可调近似精度，并应用于线性控制律的安全实现，保证隐私且降低客户端在线计算复杂度。
2026-06-01 cs.CR cs.SY eess.SY
Quantization and Security Parameter Design for Overflow-Free Confidential FRIT
The University of Electro-Communications（电气通信大学）
本文提出了一种系统的设计方法，用于确定CFRIT中的量化增益和安全参数，以实现无溢出且准确的加密控制器调谐。
2025-12-09 cs.SY eess.SY
Comparison of encrypted control approaches and tutorial on dynamic systems using LWE-based homomorphic encryption
加密控制已经被引入，以通过在计算和通信阶段加密，通过直接对加密数据执行计算来保护控制器数据。本文首先对加密控制的相关研究进行了综述和分类。介绍了基于同态加密、多方计算和秘密共享的方法，并从计算复杂性、通信负载、使能操作、安全性和研究方向等方面进行了讨论。我们继续讨论当前的挑战，在应用同态加密的动态系统，其中的算术运算以外的整数加法和乘法是有限的。我们还介绍了一个同态密码系统称为“GSW-LWE”，并讨论了它的好处，允许递归乘法的加密动态系统，而不使用计算昂贵的自举技术。
2022-10-11 cs.CR cs.SY eess.SY
Safety and Security: Experimental Validation of Encrypted Model Predictive Control
Slovak University of Technology in Bratislava（斯洛伐克布拉迪斯拉发工业大学）；Czech Technical University in Prague（捷克布拉格理工大学）
研究加密模型预测控制设计问题，提出利用最优控制律多项式近似的新方法，在全同态加密框架内评估显式控制律，经实验室规模实验验证，该方法能保护数据和系数，具有优势。
2026-07-24 cs.SY eess.SY
Asymptotic tracking control of dynamic reference over homomorphically encrypted data with finite modulus
本文研究有限模数下同态加密动态控制器的渐近跟踪控制问题，通过整数系数转换与低位恢复算法解决控制输入溢出及无界内部状态问题，并给出模数下界与仿真验证。
2024-09-27 cs.SY eess.SY
Stabilization by Controllers Having Integer Coefficients
Seoul National University（首尔大学）；Incheon National University（仁川国立大学）；Seoul National University of Science and Technology（首尔科学技术大学）
本文提出了一种构造具有整数系数的控制器的算法，用于稳定离散时间线性时不变系统，并保持闭环系统传递函数不变。
2026-09-14 cs.SY eess.SY
On Controlling the Effect of Error Growth in Unlimited Encrypted Iterative Learning Control
Seoul National University of Science and Technology（首尔科学技术大学）
本文提出基于Ring-LWE的加密ILC框架，通过值域分解抑制误差增长、密文打包提升计算效率，实现网络控制系统重复跟踪任务的安全高效控制。
2026-08-11 cs.SY eess.SY
Encrypted Visual Feedback Control Using RLWE-Based Cryptosystem
Faculty of Environmental, Life, Natural Science and Technology, Okayama University（冈山大学环境·生命·自然科学和技术学部）；Department of Information and Physical Sciences, Graduate School of Information Science and Technology, The University of Osaka（大阪大学信息科学技术研究生院信息与物理科学系）
本文提出一种利用RLWE加密的加密视觉反馈控制算法，通过加密图像直接进行特征提取和控制器计算，保护敏感视觉数据，同时利用消息打包技术减少计算成本。
2026-04-23 cs.SY eess.SY
Cryptanalysis of Random Affine Transformations for Encrypted Control
本文对加密控制中的随机仿射变换密码进行密码分析，证明确定性变体在已知明文攻击下不安全并泄露闭环信息，而概率性变体虽具统计不可区分性，但其浮点实现难以在需要安全保证时实用。
2023-04-13 cs.CR cs.SY eess.SY
Encrypted extremum seeking for privacy-preserving PID tuning as-a-Service
无线通信为控制提供了许多好处，例如大大降低了部署成本、更高的灵活性以及更容易的数据访问。因此，智能和无线传感器和执行器在工业中的应用越来越多也就不足为奇了。有了这些增强的可能性，令人兴奋的新技术，如控制即服务，其中（例如）基于输入输出数据的控制器设计或调整可以外包给云或移动终端。然而，这意味着敏感的工厂信息可能会被服务提供商或可能的攻击者获得。在此背景下，我们在这里专注于保护隐私的最佳PID整定即服务。特别是，我们结合同态加密与极值搜索，以提供一个纯粹的数据驱动和保密的调整算法。加密实现需要对已建立的极值搜索器进行多次调整。这些包括相对参数更新，随机梯度近似，和归一化的目标函数。因此，如各种数值例子所示，所提出的加密极值搜索器能够为各种各样的植物调整PID控制器，而不会过于保守。
2022-07-10 cs.SY eess.SY
Encrypted Observer-based Control for Linear Continuous-Time Systems
本文研究线性连续时间系统加密基于观测器控制的稳定性，提出基于LWE加密的新设计方案，通过离散模型加密计算与连续虚拟动态，结合LMIs条件和不连续Lyapunov泛函建立稳定性准则，数值实验验证了方法有效性。
2023-03-02 cs.SY eess.SY
Secure Multi-party Computation for Cloud-based Control
在本章中，我们将探讨控制器对来自（可能是分布式）系统的加密测量的云外包隐私保护计算，同时考虑到数据的动态性质带来的挑战。在这项工作中使用的隐私概念是加密多方隐私，即，功能性的计算不应揭示比仅从功能性的输入和输出可推断的内容更多的内容。用于实现这一目标的主要理论概念是同态加密，它允许对加密数据进行求和和乘积的评估，并且当与其他加密技术（如秘密共享）相结合时，可以成为解决广泛的安全多方问题的强大工具。我们将严格定义这些概念，并讨论如何在模型预测控制器的实现中实施多方隐私，其中包括通过解决加密数据的优化问题来计算稳定控制动作。
2019-06-23 cs.CR cs.SY eess.SY
Encrypted Data-driven Predictive Cloud Control with Disturbance Observer
在数据驱动的预测云控制任务中，云服务中存储和使用的数据的隐私可能会泄露给恶意攻击者或好奇的窃听者。同态加密技术可以在允许计算的同时保护数据隐私。然而，同态加密扩展引入了额外的错误，以确保隐私保护性能，实数截断也带来了不确定性。同时，系统输入输出中存在的过程噪声和测量噪声也会对系统产生干扰。在这项工作中，一个数据驱动的预测云控制器的基础上同态加密，以保护云数据隐私。此外，引入干扰观测器对云中计算的加密控制信号序列进行估计和补偿。通过加密保证了数据的隐私性，实验结果表明了云边缘协同设计的效果。
2023-02-06 cs.CR cs.SY eess.SY
Hacking Encrypted Wireless Power: Cyber-Security of Dynamic Charging
本文针对跳频加密无线电能传输提出利用辅助线圈与开关电容阵列自适应调谐的攻击接收器，实验表明可窃取授权接收能量的78%至84%。
2024-06-17 cs.CR cs.ET cs.SY
Verifiable computations for dynamic encrypted control
University of Stuttgart（斯图加特大学）
针对线性动态加密控制中云服务器返回结果可能被篡改的问题，提出利用控制器输入输出特性生成挑战信号并行验证，几乎不增加计算负载且能高概率检测错误。
2026-06-17 cs.CR cs.SY eess.SY
Faithful and Privacy-Preserving Implementation of Average Consensus
针对理性策略智能体的平均一致性问题，提出结合机制设计与加密控制的协议，通过激励确保忠实执行、用同态加密和秘密共享保护隐私，经安全多方计算模拟验证安全性，证明两者互补可应对理性敌手。
2025-03-13 cs.CR cs.SY eess.SY
A Privacy-Preserving Framework for Cloud-Based HVAC Control
本文提出一种基于全同态加密和事件触发控制的云端暖通空调控制隐私保护框架，通过最优触发策略与随机触发机制在保证室内温控和CO₂控制效果的同时降低隐私泄露风险，并将通信与计算成本降低至少60%。
2024-07-08 cs.SY eess.SY
Experimental Examination of Secure Two-Party Controller Computation
The University of Osaka（大阪大学）；Purdue University（普渡大学）
本文通过云端平台实验验证了基于秘密共享的双方面向动态控制器的安全计算协议，证明其在通信开销下能稳定倒立摆系统。
2026-05-12 cs.CR cs.SY eess.SY
A Verifiable Computing Scheme for Encrypted Control Systems
针对云端加密控制系统中恶意篡改控制逻辑的问题，提出一种基于概率剪切-选择的低开销可验证计算方案，使执行器能验证云端计算，并经Khepera IV机器人实验验证其有效性与实时性。
2024-05-28 cs.CR cs.SY eess.SY
Co-Design of Cryptographic Parameters and Delay-Aware Feedback Gain for Encrypted Control Systems
Seoul National University（首尔大学）
本文提出一种协同设计框架，结合加密参数与延迟感知反馈增益，以应对同态加密引入的通信和计算延迟对控制系统稳定性的影响。
2026-07-29 cs.SY eess.SY
Dynamic-Key Post-Quantum Encrypted Control Against System Identification Attacks
The University of Electro-Communications（电通大学）
本文提出基于动态密钥学习误差（LWE）加密方案的后量子加密控制系统，通过更新映射同时更新私钥和密文，实现对系统识别攻击的抗性，并分析同态操作引起的误差增长，明确保证每一步控制正确解密的参数条件。
2026-04-26 cs.SY eess.SY
Stability Buys Time: A Re-Keying Game for Encrypted Multi-Agent Control
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
研究加密多智能体控制中CKKS方案密钥恢复漏洞问题，将循环安全性建模为两阶段博弈，通过重新密钥生成防御主动操纵，确定了FHE精度等三方张力范围及有效安全点，揭示反馈回路中密码系统安全性是动态博弈。
2026-10-02 cs.CR cs.GT cs.SY
Quantum Encrypted Control of Networked Systems
The University of Sydney（悉尼大学）
本文提出一种基于量子通信的加密控制框架，通过量子密钥分发增强安全性，实现网络化系统的高效加密与解密，确保控制精度和机密性。
2025-12-13 cs.SY eess.SY quant-ph
Encrypted Price-based Market Mechanism for Optimal Load Frequency Control
本文针对负荷频率控制中隐私与社会效用的冲突，提出一种结合混合加密与两方计算协议的加密市场架构，实现最优价格机制的安全综合与实施，并通过双区域LFC案例验证其有效性。
2023-04-11 cs.SY eess.SY
Truthful and Faithful Monetary Policy for a Stablecoin Conducted by a Decentralised, Encrypted Artificial Intelligence
calctopia（卡尔克托皮亚）
去中心化稳定币的圣杯是在严格的数学框架上实现的，获得了多个有利的证明：稳定性，收敛性，真实性，忠诚性和恶意安全性。这些特性只能通过以前不相关领域的新颖和跨学科组合来实现：模型预测控制，深度学习，交替方向乘法器方法（共识-ADMM），机制设计，安全多方计算和零知识证明。本文首次证明：- 中央银行去中心化的可行性，同时在去中心化的计算环境中安全地保持其独立性-结合机制设计、可证明的安全性和控制理论对价格稳定的好处，与以前的稳定币不同-在稳定币上实施复杂的货币政策，相当于中央银行使用的那些，并且超出了阻碍其价格稳定的加密货币的当前固定规则-规避保证输出交付（G.O.D.）的不可能性的方法。“信”，就是“信”。作为推论，去中心化的人工智能能够执行稳定币的货币政策，最大限度地减少人为干预。
2019-09-16 cs.AI cs.CR cs.GT
Designing Optimal Key Lengths and Control Laws for Encrypted Control Systems based on Sample Identifying Complexity and Deciphering Time
本文针对加密控制系统提出样本识别复杂度与解密时间概念，设计了最优密钥长度与控制器，兼顾控制性能与防窃听安全性，首次从控制理论视角建立密码学与动态系统安全的联系。
2022-10-17 cs.SY eess.SY
Explicit Model Predictive Control with Quantum Encryption
Australian Centre for Robotics, School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering, The University of Sydney（悉尼大学航空航天、机械与机电工程学院澳大利亚机器人中心）；State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Institute of Cyber-Systems and Control, Zhejiang University（浙江大学控制科学与工程学院工业控制技术国家重点实验室）；School of Electrical and Computer Engineering, The University of Sydney（悉尼大学电气与计算机工程学院）
本文研究了基于云架构的量子加密显式MPC，通过离线求解有限时间二次MPC问题获得分段仿射控制器，利用量子密钥分发保护的量子密钥加密传感器与执行器间的在线控制评估，提出轻量级加密显式MPC协议，证明了明文控制动作的精确恢复并分析了计算效率。
2026-03-24 cs.SY eess.SY
