Breakthrough: Collaborative: Secure Algorithms for Cyber-Physical Systems
突破:协作:网络物理系统的安全算法
基本信息
- 批准号:1505633
- 负责人:
- 金额:$ 16.67万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-07-15 至 2020-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Modern systems such as the electric smart grid consist of both cyber and physical components that must work together; these are called cyber-physical systems, or CPS. Securing such systems goes beyond just cyber security or physical security into cyber-physical security. While the threats multiply within a CPS, physical aspects also can reduce the threat space. Unlike purely cyber systems, such as the internet, CPS are grounded in physical reality. In this project, this physical reality is used to limit an attacker's ability to disrupt the system by limiting his/her ability to lie about his/her actions; if an attacker is inconsistent with physical reality, his/her actions are detectable and damage his/her reputation for future interactions with the system. The impacts of this work are far-reaching, as it creates a basis for developing inherently security CPS for not only the electric smart grid, but also advanced transportation and building environmental systems. A new generation of interdisciplinary scientists and engineers are being trained through this research.This project formulates a novel methodology that incorporates knowledge from both the cyber and physical domains into a distributed algorithm and ensures the trustworthiness, thus security, of the composed system. Metrics for security are also derived and rest on logical invariants that express correctness. The invariants either check the validity of a local action or the accuracy of remote data. They may be used as guards against an action, or may be incorporated into a dynamic reputation-based algorithm.As a testbed, a multilateral energy system on an electrical network will be studied. Preliminary studies of this system have resulted in algorithms that isolate malicious nodes within the context of a single algorithm, using a reputation metric that compares cyber information flows to physically measurable signals. The work will be extended to other algorithms and other related power systems, a generalizable framework will be developed, and more complete metrics will be derived.The project has important broader impact. It develops new approaches for securing critical infrastructure based on both and cyber and physical system aspects. The project also includes graduate and undergraduate involvement in cyber-physical systems research and design through involvement with testbeds and the Missouri Science and Technology Solar House team which designs and constructs houses for competition in the US Department of Energy Solar Decathlon.
电动智能电网等现代系统包括必须共同工作的网络和物理组件;这些称为网络物理系统或CPS。 确保此类系统不仅仅是网络安全性或物理安全性,成为网络物理安全性。 尽管威胁在CPS内繁殖,但物理方面也可以减少威胁空间。与纯网络系统(例如互联网)不同,CP基于物理现实。 在这个项目中,这种物理现实被用来限制攻击者通过限制其行动谎言能力来破坏系统的能力;如果攻击者与物理现实不一致,则可以检测到他/她的行为,并损害了他/她对与系统互动的声誉。这项工作的影响是深远的,因为它为不仅为电动智能电网,高级运输和建筑环境系统开发固有的安全性CP创建了基础。 通过这项研究,正在对新一代的跨学科科学家和工程师进行培训。该项目制定了一种新颖的方法,该方法将来自网络和物理领域的知识纳入分布式算法,并确保组成系统的可信度(因此安全)。 安全指标也被得出,并基于表达正确性的逻辑不变性。不变式要么检查本地动作的有效性或远程数据的准确性。它们可以用作防御动作的后卫,也可以将其纳入基于动态声誉的算法中。作为测试台,将研究电网上的多边能量系统。对该系统的初步研究导致了算法,该算法使用单个算法的背景下分离恶意节点,并使用将网络信息流与物理可测量的信号进行比较。 这项工作将扩展到其他算法和其他相关的电力系统,将开发一个可推广的框架,并将得出更完整的指标。该项目具有更大的广泛影响。 它开发了基于网络和物理系统方面确保关键基础设施的新方法。 该项目还包括通过参与测试床和密苏里科学和技术太阳能房屋团队参与网络物理系统研究和设计的研究生和本科参与,该团队在美国能源太阳能十项全能部设计和建造竞争的房屋。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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