Sichere Kontrolle gegen Replay-Angriffe

Dieses Papier analysiert die Auswirkungen von Replay-Angriffen auf ein Steuerungssystem. Wir gehen davon aus, dass ein Angreifer die Funktionsweise eines Steuerungssystems im stationären Zustand stören möchte. Um eine exogene Steuerungseingabe unbeaufsichtigt einzuschleusen, wird der Angreifer die Sensoren übernehmen, deren Messwerte für eine bestimmte Zeit beobachten und aufzeichnen und sie danach wiederholen, während er seinen Angriff ausführt. Dies ist ein sehr häufiger und natürlicher Angriff (wir haben mehrfach gesehen, wie Eindringlinge Sicherheitsvideos aufzeichnen und wieder abspielen, während sie ihren Angriff ungestört durchführen) für einen Angreifer, der die Dynamik des Systems nicht kennt, sich jedoch bewusst ist, dass das System selbst während des gesamten Angriffs im stationären Zustand sein sollte. Wir nehmen an, dass das Steuerungssystem ein zeitdiskretes, lineares, zeitinvariantes, gaußsches System ist, das einen unendlichen Horizont Linear Quadratic Gaussian (LQG) Controller anwendet. Wir gehen außerdem davon aus, dass das System mit einem ¿ 2-Fehlerdetektor ausgestattet ist. Die Hauptbeiträge des Papiers, jenseits der Neuheit der Problemformulierung, bestehen darin, 1. Bedingungen zur Durchführbarkeit des Replay-Angriffs auf das vorgenannte System bereitzustellen und 2. eine Gegenmaßnahme vorzuschlagen, die eine gewünschte Wahrscheinlichkeit der Entdeckung (bei einer festen Fehlalarmrate) garantiert, indem entweder die Erkennungsverzögerung oder die LQG-Leistung ausgeglichen wird, sei es durch Verringerung der Steuerungsgenauigkeit oder durch Erhöhung des Steuerungsefforts.