Modern building control systems adopt demand control heating, ventilation, and cooling (HVAC) for increased energy efficiency. The integration of the Internet of Things (IoT) in the building control system can determine real-time demand, which has made the buildings smarter, reliable, and efficient. As occupants in a building are the main source of continuous heat and $CO_2$ generation, estimating the accurate number of people in real-time using building IoT (BIoT) system facilities is essential for optimal energy consumption and occupants' comfort. However, the incorporation of less secured IoT sensor nodes and open communication network in the building control system eventually increases the number of vulnerable points to be compromised. Exploiting these vulnerabilities, attackers can manipulate the controller with false sensor measurements and disrupt the system's consistency. The attackers with the knowledge of overall system topology and control logics can launch attacks without alarming the system. This paper proposes a building internet of things analyzer (BIoTA) framework\footnote{https://github.com/imtiazulhaque/research-implementations/tree/main/biota} that assesses the smart building HVAC control system's security using formal attack modeling. We evaluate the proposed attack analyzer's effectiveness on the commercial occupancy dataset (COD) and the KTH live-in lab dataset. To the best of our knowledge, this is the first research attempt to formally model a BIoT-based HVAC control system and perform an attack analysis.

中文翻译：

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用于构建物联网的 BIoTA 控制感知攻击分析

现代建筑控制系统采用需求控制供暖、通风和制冷 (HVAC) 来提高能源效率。物联网（IoT）在楼宇控制系统中的集成可以确定实时需求，使楼宇更智能、更可靠、更高效。由于建筑物中的住户是持续热量和 $CO_2$ 生成的主要来源，因此使用楼宇物联网 (BIoT) 系统设施实时估算准确人数对于优化能源消耗和住户舒适度至关重要。然而，在楼宇控制系统中加入安全性较低的物联网传感器节点和开放式通信网络，最终会增加要受到攻击的脆弱点的数量。利用这些漏洞，攻击者可以通过错误的传感器测量来操纵控制器并破坏系统的一致性。了解整个系统拓扑和控制逻辑的攻击者可以在不惊动系统的情况下发起攻击。本文提出了一种楼宇物联网分析器（BIoTA）框架\footnote{https://github.com/imtiazulhaque/research-implementations/tree/main/biota}，它使用形式化攻击建模来评估智能楼宇暖通空调控制系统的安全性。我们在商业占用数据集 (COD) 和 KTH live-in lab 数据集上评估了所提出的攻击分析器的有效性。据我们所知，这是首次对基于 BIoT 的 HVAC 控制系统进行形式化建模并进行攻击分析的研究尝试。了解整个系统拓扑和控制逻辑的攻击者可以在不惊动系统的情况下发起攻击。本文提出了一种楼宇物联网分析器（BIoTA）框架\footnote{https://github.com/imtiazulhaque/research-implementations/tree/main/biota}，它使用形式化攻击建模来评估智能楼宇暖通空调控制系统的安全性。我们在商业占用数据集 (COD) 和 KTH live-in lab 数据集上评估了所提出的攻击分析器的有效性。据我们所知，这是首次对基于 BIoT 的 HVAC 控制系统进行形式化建模并进行攻击分析的研究尝试。了解整个系统拓扑和控制逻辑的攻击者可以在不惊动系统的情况下发起攻击。本文提出了一种楼宇物联网分析器（BIoTA）框架\footnote{https://github.com/imtiazulhaque/research-implementations/tree/main/biota}，它使用形式化攻击建模来评估智能楼宇暖通空调控制系统的安全性。我们在商业占用数据集 (COD) 和 KTH live-in lab 数据集上评估了所提出的攻击分析器的有效性。据我们所知，这是首次对基于 BIoT 的 HVAC 控制系统进行形式化建模并进行攻击分析的研究尝试。//github.com/imtiazulhaque/research-implementations/tree/main/biota}，使用正式攻击模型评估智能建筑暖通空调控制系统的安全性。我们在商业占用数据集 (COD) 和 KTH live-in lab 数据集上评估了所提出的攻击分析器的有效性。据我们所知，这是首次对基于 BIoT 的 HVAC 控制系统进行形式化建模并进行攻击分析的研究尝试。//github.com/imtiazulhaque/research-implementations/tree/main/biota}，使用正式攻击模型评估智能建筑暖通空调控制系统的安全性。我们在商业占用数据集 (COD) 和 KTH live-in lab 数据集上评估了所提出的攻击分析器的有效性。据我们所知，这是首次对基于 BIoT 的 HVAC 控制系统进行形式化建模并进行攻击分析的研究尝试。