蓋世汽車訊 無(wú)論是核電站、醫(yī)院的病人監(jiān)控設(shè)備還是自動(dòng)駕駛汽車，將物理程序與計(jì)算機(jī)和過(guò)程控制集成在一起，即信息物理系統(tǒng)（CPS）隨處可見(jiàn)。不過(guò)，CPS的廣泛應(yīng)用也使其成為黑客攻擊的主要目標(biāo)，例如，只簡(jiǎn)單改變一個(gè)傳感器的值就能夠造成嚴(yán)重破壞。由于容易受到惡意攻擊，因此此類系統(tǒng)需要能夠在傳感器被破壞的情況下，仍然能夠提供安全且有效的過(guò)程控制。

控制系統(tǒng)是信息物理系統(tǒng)（CPS）的重要組成部分。 確保控制系統(tǒng)具有彈性和魯棒性是阻止惡意攻擊的關(guān)鍵

據(jù)外媒報(bào)道，最近，韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究院（Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology）的Yongsoon Eun教授與現(xiàn)代汽車公司的同事Yechan Jeong針對(duì)受到攻擊的系統(tǒng)，研發(fā)了估計(jì)系統(tǒng)彈性狀態(tài)（RSE）的方法。狀態(tài)估計(jì)指的是利用傳感器讀數(shù)等外部變量，采用名為“觀察者”的數(shù)學(xué)模型確定系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。這是過(guò)程控制的關(guān)鍵步驟。盡管傳感器受到破壞，仍然可以確定一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)時(shí)，就稱為RSE。

Eun教授解釋道：“如果在設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮到安全性與可靠性，你還會(huì)駕駛自動(dòng)駕駛汽車或者住在由電腦控制的發(fā)電廠附近嗎？近十多年來(lái)，人們一直都認(rèn)識(shí)到控制系統(tǒng)具有彈性的重要性。”

在這個(gè)過(guò)程中，所有控制系統(tǒng)都會(huì)受到變化或“擾動(dòng)”的影響，從而導(dǎo)致在估計(jì)狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生誤差。不過(guò)，隨著擾動(dòng)的增加，誤差也會(huì)增加，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)彈性的崩潰。采用名為“位置輸入觀察者”（UIO）的觀測(cè)器，新型RSE方法就克服了這一限制，并提供了能夠抵御惡意攻擊以及外部擾動(dòng)的狀態(tài)估計(jì)方法。

在該方法中，為每個(gè)傳感器都設(shè)計(jì)了一個(gè)UIO，然后將每個(gè)UIO的估計(jì)值結(jié)合在一起，并對(duì)誤差進(jìn)行處理，從而提供系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的真實(shí)值。采用UIO的好處是，其估計(jì)誤差總是接近于0，無(wú)論外部對(duì)過(guò)程有多大的擾亂。這與其他只能夠提供估計(jì)值誤差范圍的觀測(cè)器不同。該方法的另一個(gè)新穎之處在于，其采用Eun教授團(tuán)隊(duì)新研發(fā)的技術(shù)——“部分狀態(tài)UIO”。該方法的特點(diǎn)之一是，當(dāng)無(wú)法提取所有狀態(tài)信息時(shí)，其能夠盡可能多地提取有關(guān)內(nèi)部狀態(tài)的部分信息，這可以極大地提高基于UIO的新型RSE方法的適用性。

Eun教授總結(jié)道：“該方法為系統(tǒng)在無(wú)法避免出故障和被攻擊的情況下，提供了一定程度的容忍度，讓系統(tǒng)的功能能夠平穩(wěn)退化。這對(duì)于設(shè)計(jì)CPS而言，至關(guān)重要。”

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