隨著數(shù)字化和信息化建設(shè)的推進(jìn)，工業(yè)信息物理系統(tǒng)內(nèi)部強(qiáng)耦合、關(guān)聯(lián)作用緊密，通訊網(wǎng)絡(luò)開放導(dǎo)致信息安全問題日益突出。作為感知層重要組成部分的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的開放性給系統(tǒng)中各個節(jié)點帶來通信效率提升的同時也面臨不法分子篡改數(shù)據(jù)和破壞系統(tǒng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

　　近日，信息科學(xué)與工程學(xué)院自動化系楊文教授課題組提出了一種針對虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的安全防御機(jī)制，通過利用偽隨機(jī)數(shù)和線性變換的方式對無線傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先編碼，能夠有效阻止隱秘的網(wǎng)絡(luò)攻擊者在不觸發(fā)安全警報的前提下降低系統(tǒng)性能。引入偽隨機(jī)數(shù)的目的是增加虛假數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)之間的差異性，而線性變換的目的在于防止攻擊者根據(jù)截獲的數(shù)據(jù)推斷出編碼參數(shù)。相比于傳統(tǒng)的加密算法，該方法在算法復(fù)雜度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性等方面取得了顯著改善。相關(guān)成果以“A Secure Encoding Mechanism Against DeceptionAttacks on Multisensor Remote State Estimation”為題被國際信息安全領(lǐng)域頂級期刊IEEE Transactions on Information Forensics and Security（中國計算機(jī)學(xué)會“CCF”推薦的A類期刊，SCI一區(qū)TOP期刊）錄用。課題組的博士生周嘉煜為該論文的第一作者，楊文教授為通訊作者。這是我校近年來首篇以第一/通訊作者單位發(fā)表在信息安全領(lǐng)域頂級期刊的論文。

　　該研究指出，在利用多傳感器對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)估計時，所提出的方案能夠有效解決現(xiàn)有檢測方法無法準(zhǔn)確識別線性最優(yōu)攻擊的難題。此外，作者著重分析了編碼機(jī)制在多個不同情況下的有效性。研究表明，攻擊者無論是在已經(jīng)掌握偽隨機(jī)數(shù)的統(tǒng)計特性的情況下還是利用歷史數(shù)據(jù)實施重放攻擊的情況下，都無法在實施虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的過程中不被檢測器發(fā)現(xiàn)。最后，作者從攻擊者的角度調(diào)查了編碼參數(shù)能被推演的條件，揭示了偽隨機(jī)數(shù)和攻擊者推演的準(zhǔn)確性之間的關(guān)系，為編碼參數(shù)的設(shè)計和防御機(jī)制的完善提供了重要保障。

　　本工作得到了國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目的支持。