面向降频污染攻击的智能交通拥堵态势量化分析
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作者简介:

相迎宵(1994-),女,博士生,主要研究领域为人工智能安全;李轶珂(1995-),女,博士生,主要研究领域为智能交通,强化学习安全;刘吉强(1973-),男,博士,教授,CCF专业会员,主要研究领域为可信计算,隐私保护,网络安全.;王潇瑾(1997-),女,硕士,主要研究领域为人工智能安全;陈彤(1993-),女,博士,主要研究领域为网络空间安全;童恩栋(1986-),男,博士,讲师,CCF专业会员,主要研究领域为人工智能安全,安全强化学习;牛温佳(1982-),男,博士,教授,CCF高级会员,主要研究领域为人工智能安全,数据挖掘;韩臻(1962-),男,博士,教授,CCF专业会员,主要研究领域为计算机安全,网络与信息安全

通讯作者:

童恩栋,edtong@bjtu.edu.cn;牛温佳,niuwj@bjtu.edu.cn

中图分类号:

TP309

基金项目:

中央高校基本科研业务费专项资金(2021JBM006);国家自然科学基金(61972025,61802389,61672092,U1811264,61966009);国家重点研发计划(2020YFB1005604,2020YFB2103802)


Quantified Analysis of Congestion Situation in Intelligent Transportation Towards Frequency-reduced Spoofing Attack
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    摘要:

    随着网联车辆的快速发展和开放化,智能信号灯规划系统承受着巨大的网络攻击风险.已有相关研究发现,定频数据污染对规划脆弱性的攻击造成了交通拥堵爆增,但缺乏对降频污染攻击的全时序拥堵态势量化与分析,在检测预警与持续对抗方面有一定的局限性.将开源智能信号灯规划系统I-SIG及其规划算法COP作为研究对象,提出一种面向多个降频污染攻击的统一拥堵态势量化与分析框架,构造态势发展的时空序列三阶张量空间,并设计极值分析、平稳性分析和关联性分析,实现基于函数依赖关系的一体化分析方法.在交通模拟环境VISSIM平台上,验证了该量化分析的有效性并报告新发现.

    Abstract:

    With the development and openness of connected vehicle, the planning system of intelligent signal system (I-SIG system) has a big security threat from network attack. Former work has revealed that a frequency-fixed data spoofing attack to the planning weakness can cause a heavy traffic congestion. However, there is still very limited knowledge for security detection, warning, and defense, and there is no work that provides a full time-serial congestion situation quantification and analysis for various attack frequency from high to low. Targeting the open source I-SIG system and its COP planning algorithm, this study proposes a unified framework to quantify and analyze the congestion situation under multiple spoofing attack from high to low frequency. Firstly, a space-time tensor space of three ordersis constructed. Based on tensor computation, a function-dependent integrated analysis approach is implemented, in which the max-min analysis, stationarity analysis, and correlation analysis are developed. Experiments on the traffic simulation platform VISSIM show the effectiveness of quantification and analysis, and demonstrate that the results are meaningful.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

相迎宵,李轶珂,刘吉强,王潇瑾,陈彤,童恩栋,牛温佳,韩臻.面向降频污染攻击的智能交通拥堵态势量化分析.软件学报,2023,34(2):833-848

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  • 收稿日期:2020-12-21
  • 最后修改日期:2021-05-08
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  • 在线发布日期: 2022-07-15
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