![]()
![]()
研究团队
张志鹏，夏承遗：天津工业大学人工智能学院
齐国元：天津工业大学控制科学与工程学院
付俊：东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室
文章下载
Zhipeng Zhang, Chengyi Xia, Guoyuan Qi & Jun Fu. Multi-step state-based opacity for unambiguous weighted machines. Sci China Inf Sci, 2024, 67(11): 212204, doi: 10.1007/s11432-023-4041-6
![]()
随着信息通信技术的飞速发展和数据处理能力的不断提高，动态系统通过通信网络实现互联的趋势日益显著。然而，敏感信息在流经网络或互连服务器的各种设备时频繁交换，为入侵者窃取隐私和机密信息提供了更多的漏洞。作为隐私与安全的重要信息流属性，不透明性能够表征系统对外部入侵者隐藏其机密信息的能力，并在入侵检测、数据加密等领域取得了重要的应用。加权自动机的每一条边都被赋予了相应的权重，可以定量描述执行过程中的许多属性，比如在系统中执行字符串的概率或时间消耗，针对加权自动机的安全与隐私问题的分析与控制是一个有趣的研究课题。
本文从信息物理系统的角度出发，提出无歧义加权自动机多步状态不透明性概念，其中包括有限步和无限步两类，并研究了多步不透明性的验证问题。通过建立加权观测值可能到达的状态集，建立具有K(无限)步延迟的加权状态估计。研究表明，K步（无限步）不透明性验证问题所需的信息可以分解为两个相互独立的部分，每个部分都可以单独有效地计算，进而提出了一种基于加权双向观测器的信息结构以捕获这两部分独立信息。基于上述结果提出了验证这两种不透明性质的充要条件，并提出了相应的算法。最后，通过数值例子来验证所提方法的有效性。(1) 建立了具有K步和无限步的无歧义加权状态估计。(2) 通过设计加权双向观测器，获得了加权多步状态不透明性的验证方法。考虑图1所示的无歧义加权自动机 G，其中状态集为 N={0,1,2,3,4,5}，事件集为 Σ={u,a,b,γ} 和初始状态为1。根据本文提出的算法构造与之对应的反向加权观测器如图2所示，进而构建加权双向观测器如图3所示。所提方法能够很好验证Unambiguous加权自动机的多步状态不透明性。![]()
图1 无歧义加权自动机
![]()
图2 对应的反向加权观测器
![]()
图3 对应的加权双向观测器
![]()
