[发明专利]一种欺骗攻击下信息物理系统的事件触发滤波器设计方法

说明书

本发明涉及一种欺骗攻击下信息物理系统的事件触发滤波器设计方法，包括以下步骤：根据制定的T‑S模糊模型，设计事件触发机制，并构建滤波器的测量输出，以描述信息物理系统遭受的欺骗攻击；根据信息物理系统遭受的欺骗攻击，构建欺骗攻击对应的弹性模糊滤波器；根据弹性模糊滤波器，构建其滤波误差系统，用于检测所述弹性模糊滤波器的滤波效果；在欺骗攻击下，对构建了所述弹性模糊滤波器的信息物理系统的进行稳定性的验证。本发明的目的在于提高信息物理系统的带宽利用率，以及减少数据包的误触发。

技术领域

本发明涉及信息物理系统技术领域，特别涉及一种欺骗攻击下信息物理系统的事件触发滤波器设计方法。

背景技术

系统安全是信息物理系统(CPS)面向实际应用的关键性问题，在CPS中，信息空间和物理空间的深度融合带来了重要的技术优势，但同时也使攻击者可能通过攻击信息空间来侵入物理空间，进而对信息物理系统进行恣意破坏。自2010年起，安全事故数量逐年大幅上升，特别是在重大工业控制网络安全事件中呈现爆炸式增长。

信息物理系统的安全问题主要是因为感知执行层和数据传输层遭到破坏所引起的，恶意攻击者通过破坏或者篡改通信信道的数据信息，从而破坏信息物理系统的控制系统，其中，欺骗攻击的手段更加复杂、更加隐蔽，且不易被识破，其破坏程度更加严重，从而使得信息物理系统的带宽利用率降低，数据包误触发增加。

滤波器是由电容、电感、电阻等器件组成的滤波电路，是信息物理系统的一部分，是一种选频装置。在外界干扰下，信息物理系统的接收端所接收到的信息会偏离真实的信号，因此为了消除这些噪声对信息物理系统接收信息的影响，需要使用滤波器对测量信号进行滤波。同时，滤波器也可以用来应对欺骗攻击以及外部扰动。因此，可以通过设计滤波器，防止欺骗攻击对信息物理系统的破坏。

发明内容

本发明的目的在于解决两个问题，第一提高信息物理系统的带宽利用率，第二减少数据包的误触发，提供一种欺骗攻击下信息物理系统的事件触发滤波器设计方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种欺骗攻击下信息物理系统的事件触发滤波器设计方法，包括以下步骤：

根据制定的T-S模糊模型，设计事件触发机制，并基于所述事件触发机制构建滤波器的测量输出，以描述信息物理系统遭受的欺骗攻击；

根据信息物理系统遭受的欺骗攻击，构建欺骗攻击对应的弹性模糊滤波器；

根据弹性模糊滤波器，构建其滤波误差系统，用于检测所述弹性模糊滤波器的滤波效果；

在欺骗攻击下，对构建了所述弹性模糊滤波器的信息物理系统的进行稳定性的验证。

上述方案中，在设计弹性模糊滤波器时，设计了事件触发机制，且滤波器的输出融入了该触发机制，在应用中就可以基于该事件触发机制对输入信号进行检测，违反事件触发条件才释放数据包，这样就可以降低误包的释放，提高带宽利用率。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明要解决的第一个问题是信息物理系统本身自带的问题，即信息物理系统的带宽利用率低：带宽利用率影响因素有很多，比如网络中节点数，目前万物互联，带宽是有限的，所以需要做的是如何有效利用并节约网络资源。

本发明当采样数据因外界干扰而快速变化时，极大地减少了数据包发送的误触发率和平均数据释放率，节约网络通信资源，从而提高信息物理系统的带宽利用率。

(2)本发明要解决的第二个问题是传统的信息物理系统在遭受欺骗攻击时带来的问题，即遭受欺骗攻击时数据包误触发：当信息物理系统遭受外部扰动或攻击时，数据包释放率高于信息物理系统在正常运行时的数据包释放率。