随机物理攻击下信息物理融合系统安全控制开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义：

随着信息技术的不断发展，在现代化的控制系统中，像分布式控制系统、工业现场控制系统，其网络系统、控制系统以及信息系统相互融合。为了研究这一类的系统，信息物理融合系统的概念出现在人们的生活中。信息物理融合系统的典型特征就是计算过程和物理过程两者通过网络进行紧密连接。当然，在信息物理融合系统的设计和实现之中，许多挑战也接踵而来，对于其中的物理组件的安全性和可靠性更要针对性考虑。因此，物理组件和面向软件的组件也是不同的。

从本质上讲，信息物理融合系统可以被视为一种含有控制机制的网络化系统。从而，根据控制论的观点，不仅要分析信息物理融合系统中潜在攻击的特点及策略，尤为需要采用统一的方法或者模式去描述这些攻击行为，而且要研究信息物理融合系统在被各种物理攻击攻击之后的安全控制方法，特别是攻击检测的可行性条件和方法以及安全状态估计的可行性条件和方法。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

针对随机物理攻击下的信息物理融合系统，研究其物理层面存在的潜在威胁，并建立攻击影响的数学模型。借助自适应技术实现对攻击的在线检测和估计，基于此，设计有效的安全控制策略，从而确保系统的安全性和可靠性。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

1）查阅大量有关信息物理融合系统安全控制的文献，定位将要研究的问题。

2）通过借助数学建模的思想，并结合相关控制理论，确定研究所需的主要数学工具和安全控制理论。

4. 研究创新点

创新之处：

1）信息物理融合系统是信息与物理系统之间的深入交互及融合，在研究其安全

控制的问题时大多现有成果基于网络通讯层面的安全性进行研究，忽略了物理层面的潜在威胁。本文通过分析信息物理融合系统的底层机理，构造针对物理层面的攻击模型，同时实现数学模型的一般性设计，为信息物理融合系统的安全控制提供强有力的预判。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

2019.12—2020.2：查阅文献资料，深入学习线性系统理论和线性矩阵不等式相关课程知识，对信息物理融合系统的安全控制有一定的了解；

2020.2—2020.3：完成随机攻击下的信息物理融合系统安全控制的程序的编写及仿真实验；