With the advent of Industry 4.0, industrial facilities and critical infrastructures are transforming into an ecosystem of heterogeneous physical and cyber components, such as programmable logic controllers, increasingly interconnected and therefore exposed to cyber-physical attacks, i.e., security breaches in cyberspace that may adversely affect the physical processes underlying industrial control systems. In this paper, we propose a formal approach} based on runtime enforcement to ensure specification compliance in networks of controllers, possibly compromised by colluding malware that may tamper with actuator commands, sensor readings, and inter-controller communications. Our approach relies on an ad-hoc sub-class of Ligatti et al.'s edit automata to enforce controllers represented in Hennessy and Regan's Timed Process Language. We define a synthesis algorithm that, given an alphabet $P$ of observable actions and a regular timed correctness property $e$, returns a monitor that enforces the property $e$ during the execution of any (potentially corrupted) controller with alphabet $P$, and complying with the property $e$. Our monitors correct and suppress incorrect actions coming from corrupted controllers and emit actions in full autonomy when the controller under scrutiny is not able to do so in a correct manner. Besides classical requirements, such as transparency and soundness, the proposed enforcement enjoys deadlock- and diverge-freedom of monitored controllers, together with scalability when dealing with networks of controllers. Finally, we test the proposed enforcement mechanism on a non-trivial case study, taken from the context of industrial water treatment systems, in which the controllers are injected with different malware with different malicious goals.


翻译:随着工业4.0的到来,工业设施和关键基础设施正在转变为由多种物理和网络组成部分组成的生态系统,如可编程逻辑控制器等,日益相互关联,因此受到网络-物理攻击,即网络空间的安全漏洞可能对工业控制系统的物理过程产生不利影响。在本文中,我们提议基于运行时间执行正式办法,以确保控制器网络符合规格,可能因为串通恶意软件可能破坏任何动作指令、感应读数和控制器通信。我们的方法依赖于可编程逻辑控制器等小类的可编程逻辑控制器,这些小类的逻辑控制器日益相互关联,因此也因此受到网络上的网络攻击。我们定义了一个综合算法,根据观察行动的字母P$和定期定时的校正性属性$,返回一个在任何(可能变现的)操作器操作过程中强制执行美元,使用正价P$的操作器,并遵守财产 $美元。我们的监测器对不正确的操作器操作环境进行了编辑和抑制,在透明性研究中,在透明化过程中,我们用不透明的方式处理不透明的操作和透明性,最后以透明的方式处理。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
56+阅读 · 2021年4月12日
【经典书】Linux UNIX系统编程手册,1554页pdf
专知会员服务
45+阅读 · 2021年2月20日
专知会员服务
84+阅读 · 2020年12月5日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
CCF C类 | DSAA 2019 诚邀稿件
Call4Papers
6+阅读 · 2019年5月13日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
Windows 提权-快速查找 Exp
黑白之道
3+阅读 · 2019年1月23日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2017年10月27日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月13日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月12日
Linear Contact-Implicit Model-Predictive Control
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月12日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月7日
Arxiv
5+阅读 · 2018年4月22日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
56+阅读 · 2021年4月12日
【经典书】Linux UNIX系统编程手册,1554页pdf
专知会员服务
45+阅读 · 2021年2月20日
专知会员服务
84+阅读 · 2020年12月5日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
CCF C类 | DSAA 2019 诚邀稿件
Call4Papers
6+阅读 · 2019年5月13日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
Windows 提权-快速查找 Exp
黑白之道
3+阅读 · 2019年1月23日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2017年10月27日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员