Los ataques replay consisten en reproducir mediciones de sensores registradas previamente e inyectar señales maliciosas en una instalación física, lo que causa graves daños a los sistemas ciberfísicos. La detección de ataques replay se ha estudiado ampliamente en sistemas lineales, mientras que se han publicado pocos trabajos de investigación sobre casos no lineales. En este artículo, se estudian los ataques replay en el contexto de una instalación no lineal controlada por un controlador de retroalimentación de salida basado en un observador. En primer lugar, analizamos la detección de ataques replay utilizando un detector basado residuales y revelamos que este detector por sí solo puede no detectar dichos ataques. En consecuencia, recurrimos a un marco de diseño basado en marcas de agua o watermarking para mejorar la detección. En el marco propuesto, los efectos del watermarking en la detección de ataques y la pérdida de rendimiento del sistema de lazo cerrado se cuantifican mediante dos índices, que aprovechan las ganancias incrementales de los sistemas no lineales. Para equilibrar el rendimiento de la detección y la pérdida de rendimiento del sistema de control, se formula un problema de optimización explícito. Además, para lograr un mejor equilibrio, generalizamos el marco de señales de watermarking propuesto para codiseñar el generador de watermarking, el controlador y el observador. Se presentan simulaciones numéricas para validar los marcos propuestos.
Enlace: https://arxiv.org/abs/2603.27708
Autores: Tao Chen, Andreu Cecilia, Lei Wang, Daniele Astolfi, Zhitao Liu