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Secure State Estimation with Byzantine Sensors: A Probabilistic Approach
arXiv - CS - Systems and Control Pub Date : 2019-03-13 , DOI: arxiv-1903.05698 Xiaoqiang Ren, Yilin Mo, Jie Chen, Karl H. Johansson
arXiv - CS - Systems and Control Pub Date : 2019-03-13 , DOI: arxiv-1903.05698 Xiaoqiang Ren, Yilin Mo, Jie Chen, Karl H. Johansson
This paper studies static state estimation in multi-sensor settings, with a
caveat that an unknown subset of the sensors are compromised by an adversary,
whose measurements can be manipulated arbitrarily. The attacker is able to
compromise $q$ out of $m$ sensors. A new performance metric, which quantifies
the asymptotic decay rate for the probability of having an estimation error
larger than $\delta$, is proposed. We develop an optimal estimator for the new
performance metric with a fixed $\delta$, which is the Chebyshev center of a
union of ellipsoids. We further provide an estimator that is optimal for every
$\delta$, for the special case where the sensors are homogeneous. Numerical
examples are given to elaborate the results.
中文翻译:
使用拜占庭传感器进行安全状态估计:一种概率方法
本文研究了多传感器设置中的静态估计,但需要注意的是,传感器的未知子集会被对手破坏,其测量值可以被任意操纵。攻击者能够从 $m$ 个传感器中破坏 $q$。提出了一种新的性能指标,该指标量化了估计误差大于 $\delta$ 的概率的渐近衰减率。我们为具有固定 $\delta$ 的新性能指标开发了一个最佳估计器,这是椭球并集的切比雪夫中心。我们进一步提供了一个对于每个 $\delta$ 都是最优的估计器,对于传感器是同质的特殊情况。给出了数值例子来阐述结果。
更新日期:2020-01-17
中文翻译:
使用拜占庭传感器进行安全状态估计:一种概率方法
本文研究了多传感器设置中的静态估计,但需要注意的是,传感器的未知子集会被对手破坏,其测量值可以被任意操纵。攻击者能够从 $m$ 个传感器中破坏 $q$。提出了一种新的性能指标,该指标量化了估计误差大于 $\delta$ 的概率的渐近衰减率。我们为具有固定 $\delta$ 的新性能指标开发了一个最佳估计器,这是椭球并集的切比雪夫中心。我们进一步提供了一个对于每个 $\delta$ 都是最优的估计器,对于传感器是同质的特殊情况。给出了数值例子来阐述结果。