近日,东南大学网络空间安全学院副教授公鑫的研究成果被《IEEE Transactions onIndustrial Informatics》(IEEE TII)录用(附论文链接https://ieeexplore.ieee.org/document/11456253)。论文的第一作者为公鑫副教授,第一学生作者为网安学院23级硕士研究生邓睿同学,通讯作者为温广辉教授。该工作是一个成功的团队间协作项目,得到了温广辉教授团队(东南大学自动化学院)、年晓红教授陈勇老师团队(中南大学)和黄廷文教授林鸿研究员团队(深圳理工大学/深圳职业技术大学)充分的理论和实验支持,在此谨代表我方对各方努力表示感谢。
论文题目为“Resilient Path Planning for UAVs against Oriented-covert Attacks”。该论文针对配备GPS和超宽带传感器的无人机在单基站和双基站场景下所面临的定向隐蔽攻击问题提出了一种弹性路径规划策略。定向隐蔽攻击是指攻击者在避免被基站检测的同时操纵无人机使其偏离名义轨迹且最终以较大速度与障碍物发生碰撞,同时实现信息及物理破坏,具有极高的隐蔽性与破坏性。为应对这一威胁,论文从防御者的角度构建了以防御者为领导者、攻击者为追随者的斯塔克伯格(Stackelberg)博弈模型(如图1所示),系统分析了博弈均衡的存在性及其对参数的敏感性。当防御者采用纳什均衡意义下的最优策略时,该博弈可简化为单边防御优化问题,使无人机能够在避免碰撞的前提下,以较小的能量消耗安全返回名义终点。基于庞特里亚金极小值原理,论文推导了最优控制条件,从理论上验证了所提攻防策略的有效性,并通过实验进一步验证了其在实际场景中的可行性(附实验视频:https://www.bilibili.com/video/BV1SwHyzLEKP)。所提出的防御策略能够有效抵御潜在威胁,显著提升了无人机系统在复杂环境下的弹性与效率。

图1定向隐蔽攻击下的攻防场景:首先,防御者在考虑潜在攻击情况下采用弹性路径规划方案,使无人机在避免碰撞的同时以最小能耗返回名义终点。随后,攻击者通过伪造控制输入,在规避基站检测的同时,诱导无人机偏离预定航线并以高速撞击障碍物。防御者与攻击者可分别视为斯塔克伯格博弈中的领导者与追随者。
IEEE TII是工业信息学与智能制造领域的国际顶级期刊之一,主要涵盖工业人工智能、信息物理系统、工业物联网、智能制造等前沿方向。IEEE TII(影响因子10.1)是中科院一区Top期刊和中国自动化学会A类推荐期刊,近5年录用率低于8%,代表着工业信息学领域最前沿的研究水平。
(审核:张璐)



