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巴斯卡尔·拉马苏布拉曼尼亚语；牛、路遥；安德鲁·克拉克；琳达·布什内尔；拉德哈·普文德兰

使用安全控制屏障证书的对抗环境中的线性时序逻辑满意度。 （英语） 兹比尔1440.68038

Alpcan，Tansu（编辑）等人，《安全决策与博弈论》。2019年10月30日至11月1日，第十届国际会议，2019年GameSec，瑞典斯德哥尔摩。诉讼程序。查姆：斯普林格。莱克特。注释计算。科学。11836, 385-403 (2019).
摘要：本文研究了在离散时间动力学描述的环境中，在有限时间范围内，对手存在时，网络物理系统（CPS）的一类时间特性的满足性。时序逻辑规范在safe-LTL（_F）中给出，它是有限长度轨迹上的线性时序逻辑片段。将CPS与敌方的相互作用建模为以CPS为防御者的两层零和离散动态随机博弈。我们提出了一种基于动态规划的方法来确定一个静态防御策略，该策略在任何静态对手策略下，在有限时间范围内最大化安全-LTL（_F）公式的满足概率。我们引入了安全控制屏障证书（S-CBC），它是屏障证书和控制屏障证书的一种泛化，用于说明对手的存在，并使用S-CBC提供上述满足概率的下限。当系统状态演化的动力学具有特定的底层结构时，我们提出了一种使用平方和优化将S-CBC确定为状态变量中的多项式的方法。一个示例演示了我们的方法。
关于整个系列，请参见[Zbl 1428.68003号].

MSC公司：

68平方米25 计算机安全
60年第68季度 规范和验证（程序逻辑、模型检查等）
91A80型 博弈论的应用

关键词：

线性时序逻辑；安全-LTL\（_F\）；动态规划；安全控制屏障证书；平方和优化

软件：

Sostools公司；NuSMV公司；SDPT3型；棱镜
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{B.Ramasubramanian}等人，Lect。注释计算。科学。11836，385--403（2019；Zbl 1440.68038）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] Abate，A.，Prandini，M.，Lygeros，J.，Sastry，S.：受控离散时间随机混合系统的概率可达性和安全性。Automatica 44（11），2724-2734（2008）·Zbl 1152.93051号 ·doi:10.1016/j.automatica.2008.03.027
[2] Ahmadi，M.，Jansen，N.，Wu，B.，Topcu，U.：控制理论符合POMDPs：混合系统方法。arXiv预印arXiv:1905.08095（2019）
[3] Ahmadi，M.，Wu，B.，Lin，H.，Topcu，U.：通过屏障证书在POMDP中进行隐私验证。摘自：IEEE决策与控制会议，第5610-5615页（2018年）
[4] Alur，R.、Feder，T.、Henzinger，T.A.：放松守时的好处。J.ACM 43（1），116-146（1996）·兹伯利0882.68021 ·数字对象标识代码：10.1145/227595.227602
[5] Ames，A.D.、Coogan，S.、Egerstedt，M.、Notomista，G.、Sreenath，K.、Tabuada，P.：控制屏障函数：理论与应用。摘自：欧洲控制会议，第3420-3431页（2019年）
[6] Ames，A.D.，Xu，X.，Grizzle，J.W.，Tabuada，P.：安全关键系统基于控制屏障函数的二次规划。IEEE传输。自动。控制62（8），3861-3876（2016）·Zbl 1373.90092号 ·doi:10.1109/TAC.2016.2638961
[7] Bašar，T.，Olsder，G.J.：动态非合作博弈论，第23卷。费城SIAM（1999年）·Zbl 0946.91001号
[8] Baheti，R.，Gill，H.：网络物理系统。影响控制技术。12(1), 161-166 (2011)
[9] Baier，C.，Katoen，J.P.：模型检验原理。麻省理工学院出版社，剑桥（2008）·Zbl 1179.68076号
[10] Belta，C.，Yordanov，B.，Aydin Gol，E.：离散时间动力系统的形式化方法。SSDC，第89卷。查姆施普林格（2017）。https://doi.org/10.1007/978-3-319-50763-7 ·Zbl 1409.93003号 ·doi:10.1007/978-3-319-50763-7
[11] Bertsekas，D.P.：《动态规划与最优控制》，第一卷和第二卷，第4版。雅典娜科技，纳舒亚（2015）
[12] Bouyer，P.，Laroussinie，F.，Markey，N.，Ouaknine，J.，Worrell，J.：时间时序逻辑。在：Aceto，L.，Bacci，G.，Bacci，G.，Ingólfsdóttir，A.，Legay，A.，Mardare，R.（编辑）模型、算法、逻辑和工具。LNCS，第10460卷，第211-230页。查姆施普林格（2017）。https://doi.org/10.1007/978-3-319-63121-9_11 ·Zbl 1431.03032号 ·doi:10.1007/978-3-319-63121-9_11
[13] Breton，M.，Alj，A.，Haurie，A.：两人博弈中的序列Stackelberg均衡。J.优化。理论应用。59(1), 71-97 (1988) ·Zbl 0631.90100号 ·doi:10.1007/BF00939867
[14] Chow，C.S.，Tsitsiklis，J.N.：离散时间随机控制的最优单向多重网格算法。IEEE传输。自动。控制36（8），898-914（1991）·Zbl 0752.93078号 ·doi:10.1109/9.133184
[15] Cimatti，A.，Clarke，E.，Giunchiglia，F.，Roveri，M.：NuSMV：一种新的符号模型验证器。收录：Halbwachs，N.，Peled，D.（编辑）CAV 1999。LNCS，第1633卷，第495-499页。斯普林格，海德堡（1999）。https://doi.org/10.1007/3-540-48683-6_44 ·Zbl 1046.68587号 ·doi:10.1007/3-540-48683-644
[16] De Giacomo，G.，Vardi，M.：有限道上LTL和LDL的合成。国际联合协调条款。智力。15, 1558-1564 (2015)
[17] De Giacomo，G.，Vardi，M.Y.：有限迹上的线性时序逻辑和线性动态逻辑。摘自：国际人工智能联合会议，第854-860页（2013年）
[18] Ding，J.、Kamgarpour，M.、Summers，S.、Abate，A.、Lygeros，J.和Tomlin，C.：离散时间随机混合系统验证和控制的随机游戏框架。Automatica 49（9），2665-2674（2013）·Zbl 1364.93857号 ·doi:10.1016/j.automatica.2013.05.025
[19] Ding，X.，Smith，S.L.，Belta，C.，Rus，D.：具有线性时序逻辑约束的MDP的最优控制。IEEE传输。自动。控制59（5），1244-1257（2014）·Zbl 1360.90276号 ·doi:10.1109/TAC.2014.2298143
[20] Farwell，J.P.，Rohozinski，R.：Stuxnet和网络战争的未来。生存53（1），23-40（2011）·doi:10.1080/00396338.2115.55586
[21] Gordon，G.J.：马尔可夫决策过程的近似解。宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学计算机科学学院，技术报告（1999）
[22] Jagtap，P.、Soudjani，S.、Zamani，M.：使用屏障证书对随机系统进行时序逻辑验证。收件人：Lahiri，S.K.，Wang，C.（编辑）ATVA 2018。LNCS，第11138卷，第177-193页。查姆施普林格（2018）。https://doi.org/10.1007/978-3-030-01090-4_11 ·Zbl 1517.68242号 ·文件编号：10.1007/978-3-030-01090-4_11
[23] Jagtap，P.，Soudjani，S.，Zamani，M.：通过控制屏障证书对随机系统进行形式化综合。arXiv预印arXiv:1905.04585（2019）
[24] Kolathaya，S.，Ames，A.D.：具有控制屏障功能的输入到状态安全。控制系统。莱特。3(1), 108-113 (2018) ·doi:10.1109/LCSYS.2018.2853698
[25] Křetínskó，J.，Meggendorfer，T.，Sickert，S.，Ziegler，C.：Rabinizer 4:从LTL到你最喜欢的确定性自动机。在：Chockler，H.，Weissenbacher，G.（编辑）CAV 2018。LNCS，第10981卷，第567-577页。查姆施普林格（2018）。https://doi.org/10.1007/978-3-319-96145-3_30 ·数字对象标识代码：10.1007/978-3-319-96145-330
[26] Kupferman，O.，Vardi，M.Y.：安全特性的模型检查。收录：Halbwachs，N.，Peled，D.（编辑）CAV 1999。LNCS，第1633卷，第172-183页。斯普林格，海德堡（1999）。https://doi.org/10.1007/3-540-48683-6_17 ·Zbl 1046.68597号 ·doi:10.1007/3-540-48683-6_17
[27] Kushner，H.J.：随机稳定性和控制。剑桥大学学术出版社（1967）·Zbl 0244.93065号
[28] Kwiatkowska，M.，Norman，G.，Parker，D.：PRISM 4.0：概率实时系统的验证。收录：Gopalakrishnan，G.，Qadeer，S.（编辑）CAV 2011。LNCS，第6806卷，第585-591页。斯普林格，海德堡（2011）。https://doi.org/10.1007/978-3-642-22110-1_47 ·doi:10.1007/978-3642-22110-147
[29] Lafferierre，G.，Pappas，G.J.，Yovine，S.：线性向量场族的符号可达性计算。J.塞姆。计算。32(3), 231-253 (2001) ·Zbl 0983.93004号 ·doi:10.1006/jsco.2001.0472
[30] Lindemann，L.，Dimarogonas，D.V.：信号时序逻辑任务的控制屏障功能。IEEE控制系统。莱特。3(1), 96-101 (2019) ·doi:10.1109/LCSYS.2018.2853182
[31] Maler，O.，Nickovic，D.：监测连续信号的时间特性。收录：Lakhnech，Y.，Yovine，S.（编辑）FORMATS/FTRTFT-2004。LNCS，第3253卷，第152-166页。斯普林格，海德堡（2004）。https://doi.org/10.1007/978-3-540-30206-3_12 ·Zbl 1109.68518号 ·doi:10.1007/978-3-540-30206-3_12
[32] Niu，L.，Clark，A.：LTL约束下的安全控制。摘自：IEEE美国控制会议，第3544-3551页（2018年）
[33] Niu，L.，Li，Z.，Clark，A.：在虚假数据注入攻击下具有安全性和可达性保证的LQG参考跟踪。摘自：IEEE美国控制会议，第2950-2957页（2019年）
[34] Parrilo，P.A.：半代数问题的半定规划松弛。数学。程序。96(2), 293-320 (2003) ·兹比尔1043.14018 ·文件编号：10.1007/s10107-003-0387-5
[35] Pola，G.，Manes，C.，van der Schaft，A.J.，Di Benedetto，M.D.：离散时间随机线性控制系统的互模拟等价性。IEEE传输。自动。控制63（7），1897-1912（2017）·Zbl 1423.93367号 ·doi:10.1109/TAC.2017.2760515
[36] Prajna，S.、Jadbabaie，A.、Pappas，G.J.：使用屏障证书进行最坏情况和随机安全验证的框架。事务处理。自动。对照52（8），1415-1428（2007）·Zbl 1366.93711号 ·doi:10.1109/TAC.2007.902736
[37] Prajna，S.，Papachristodoulou，A.，Parrilo，P.A.：介绍SOSTOOLS：通用平方和编程求解器。收录于：IEEE决策与控制会议，第1卷，第741-746页（2002）
[38] Puterman，M.L.：马尔可夫决策过程：离散随机动态规划。霍博肯·威利（2014）·兹伯利0829.90134
[39] Ramasubramanian，B.，Clark，A.，Bushnell，L.，Poovendran，R.：时间逻辑约束下部分可观测性下的安全控制。摘自：IEEE美国控制会议，第1181-1188页（2019年）
[40] Saha，I.、Ramathitima，R.、Kumar，V.、Pappas，G.J.、Seshia，S.A.：安全LTL规范中多机器人系统运动原语的自动合成。摘自：《智能机器人和系统国际会议论文集》，第1525-1532页（2014年）
[41] Santoyo，C.，Dutreix，M.，Coogan，S.：通过屏障函数验证和控制随机系统的有限时间安全性。In:IEEE控制技术和应用会议（2019年）
[42] Sharan，R.，Burdick，J.：具有LTL规范的POMDP的有限状态控制。摘自：IEEE美国控制会议，第501-508页（2014年）
[43] Shoukry，Y，Martin，P，Tabuada，P和Srivastava，M：防抱死制动系统的非侵入性欺骗攻击。收录：Bertoni，G.，Coron，J.-S.（编辑）CHES 2013。LNCS，第8086卷，第55-72页。斯普林格，海德堡（2013）。https://doi.org/10.1007/978-3-642-40349-1_4 ·doi:10.1007/978-3-642-40349-14
[44] 斯莱，J.，米勒，M.：从马鲁奇河决口吸取的教训。收录：Goetz，E.，Shenoi，S.（编辑）ICCIP 2007。IIFIP，第253卷，第73-82页。马萨诸塞州波士顿斯普林格（2008）。https://doi.org/10.1007/978-0-387-75462-8_6 ·doi:10.1007/978-0-387-75462-86
[45] Steinhardt，J.，Tedrake，R.：随机非线性系统的有限时间区域验证。国际J机器人。第31（7）号决议，901-923（2012）·doi:10.1177/0278364912444146
[46] Sullivan，J.E.，Kamensky，D.：乌克兰的网络攻击如何显示美国电网的脆弱性。J.30（3），30-35（2017）·doi:10.1016/j.tej.2017.02.006
[47] Tarjan，R.：深度优先搜索和线性图算法。SIAM J.计算。1(2), 146-160 (1972) ·Zbl 0251.05107号 ·数字对象标识代码：10.1137/0201010
[48] Toh，K.C.，Todd，M.J.，TüTüncü，R.H.：SDPT3:半定规划的MATLAB软件包。最佳方案。方法软件。11545-581（1999年）·Zbl 0997.90060号 ·doi:10.1080/10556789908805762
[49] Wongpiromsarn，T.，Topcu，U.，Lamperski，A.：自动机理论符合障碍证明：非线性系统的时序逻辑验证。IEEE传输。自动。控制61（11），3344-3355（2015）·Zbl 1359.68200号 ·doi:10.1109/TAC.2015.2511722
[50] Yang，我·Zbl 1400.93336号 ·doi:10.1016/j.automatica.2018.04.022
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