27、汽车安全原语的资源感知综合与轻量级攻击检测

汽车安全原语的资源感知综合与轻量级攻击检测

1. 自动巡航控制系统的虚假数据注入攻击

自动巡航控制系统（ACC）在现代汽车中起着重要作用，然而它也面临着虚假数据注入（FDI）攻击的威胁。以一个ACC系统为例，为了与前车保持安全距离，速度V的安全边界设定为30 m/s。系统按$T_s = 0.1$ s进行采样，其状态和转移矩阵如下：
- $A = \begin{bmatrix}1 & 0.1 \ 0 & 1\end{bmatrix}$
- $B = \begin{bmatrix}0.005 \ 0.1\end{bmatrix}$
- $C = \begin{bmatrix}0 \ 1\end{bmatrix}$
- $D = \begin{bmatrix}0\end{bmatrix}$
- $x^a = \hat{x}^a = \begin{bmatrix}D \ V\end{bmatrix}$

控制器和观测器增益分别为$K = [0.9171 \ 1.6356]$和$L = [0.8327 \ 2.5029]^T$。系统配备了基于残差的检测器，阈值为2.5。攻击者可以注入伪造的速度和加速度数据，在一次长度为13的FDI攻击向量下，从图中可以看到，在14秒时，虚假数据成功将跟随车辆的速度推至安全限制30 m/s以上，但残差仍低于阈值，这是一次成功的攻击，因为在检测器发出警报之前，系统已变得不安全。

2. 汽车软件工具与标准

2.1 基于模型的设计（MBD）

汽车控制器采用模块化方式开发，不同的初始模型代表不同的子系统，用于处理特定的控制操作。高级建模通常使用支持连续动态