Het motto "verenigd staan ​​we, verdeeld vallen we" heeft een nieuwe toepassing gevonden in een onwaarschijnlijke discipline:cyberbeveiliging.

Machines - van eenvoudige zoals een pc tot een complexe zoals een zelfrijdende auto - moeten informatie verzenden om deze te kunnen verwerken. Een zelfrijdende auto, bijvoorbeeld, is ontworpen om hetzelfde soort informatie te verzamelen als een menselijke bestuurder, en reageren in natura. Van verkeerslichten tot het gedrag van andere auto's, de zelfrijdende auto moet informatie snel en veilig voelen en verwerken om te beslissen over een handelwijze:remmen, draaien, en mogelijk levens redden.

Maar wat als er nog een is, vijandig signaal in de mix, communicatie in gevaar brengen? Een onderzoeksteam van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign heeft een methode ontwikkeld om mogelijk de onderbrekingen die door deze signalen worden veroorzaakt, te vermijden. stoorzenders genoemd.

Het onderzoek is gepubliceerd in het januarinummer van IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica (JAS) , een gezamenlijke publicatie van de IEEE en de Chinese Association of Automation.

"De mogelijkheid om gegevens van een bron naar een bestemming op betrouwbare wijze te verzenden in aanwezigheid van vijandige interventie, zoals jammen, is van het grootste belang en zorg, ", aldus hoofdauteur Tamer Basar.

Basar is bijzonder voorzitter van Swanlund van de afdeling elektrische en computertechniek en directeur van het Center for Advanced Study aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign.

"Het prototype dat in de paper wordt geïntroduceerd, legt scenario's vast die zich in veel toepassingsgebieden voordoen, zoals teledetectiesystemen, genetwerkte controlesystemen, en cyber-fysieke systemen, ' zei Basar.

Bijvoorbeeld, een sensor verzamelt informatie over een bepaalde periode en verzendt de gegevens naar een beslissingscentrum dat moet werken om de oorspronkelijke gegevens nauwkeurig te verwerken. De gegevens kunnen beschadigd raken omdat ze voorafgaand aan het beslissingscentrum moeten worden gecodeerd en daarna moeten worden gedecodeerd. Tijdgebrek en beperkte energiebronnen maken de zaken nog ingewikkelder. Om de problemen nog ingewikkelder te maken, een stoorzender kan alles stoppen door het systeem letterlijk te storen met een gulzigheid van lawaai.

"De voeler, de codeur, en de decoder werken samen, naar een gemeenschappelijk doel, overwegende dat een stoorzender op een manier werkt om de acties van de eerste drie tegen te gaan, ' zei Basar.

De onderzoekers groepeerden de drie stukken bij elkaar, bestaande uit één actor in het systeem, werken om de acties van de stoorzender tegen te gaan. Door alle drie de stukken als één geheel te laten werken, tegelijkertijd kondigen zij hun informatiebeleid aan.

Het is het verschil tussen communiceren via een postduif of een telefoon. Een persoon moet een bericht aan het been van de duif binden, de duif moet reizen, en de ontvanger moet het bericht van de duif ophalen. Dan moet de ontvanger reageren en het proces in omgekeerde volgorde herhalen. Het bericht kan op verschillende punten zoekraken of beschadigd raken. Als dezelfde mensen de telefoon opnemen, het is veel waarschijnlijker dat ze samen kunnen beslissen over een actie met minimale inmenging.

Wanneer de sensor, codeur, en decoder werken samen, ze zetten zich samen in voor hun volgende acties. Ze blokkeren de stoorzender niet helemaal, maar de stoorzender heeft niet de mogelijkheid om het werk te onderbreken en een substantiële fout te veroorzaken als de acteurs heen en weer communiceren.

Een Stackelberg-feedbackoplossing genoemd, deze hiërarchische manoeuvre stelt het systeem in staat om informatie te verwerken op basis van een reeks vooraf berekenbare drempels, die afhangt van de tijd en het aantal resterende transmissiemogelijkheden. De stoorzender wordt buiten beschouwing gelaten als de sensor, codeur, en decoder bepalen samen wat, hoe, en wanneer te verwerken.

Hoewel effectief, de oplossing is momenteel beperkt tot één kanaal. Daar hopen de onderzoekers verandering in te brengen.

"Ons doel is om het in de paper geïntroduceerde model uit te breiden naar complexere systemen, waardoor meer algemene bronprocessen mogelijk zijn, meerdere sensoren, meerdere kanalen, en sensoren die zijn uitgerust met een energieoogstmachine die het potentieel heeft om de gebruikte energie van de sensor aan te vullen op basis van willekeurige beschikbaarheid van dergelijke bronnen, zoals zonne- of windenergie, ' zei Basar.