面向关键数据靶向DoS攻击的T-S模糊复杂动态网络安全同步研究

《Mathematics and Computers in Simulation》：Secure synchronization of T-S fuzzy complex dynamical networks under critical-data-targeted DoS attacks

本文针对T-S模糊复杂动态网络（CDN）在关键数据靶向拒绝服务（DoS）攻击下的安全同步问题展开研究。作者创新性地提出了一种智能DoS攻击策略，并建立了包含随机耦合延迟的牵制控制模型，利用Lyapunov-Krasovskii函数方法给出了系统满足H∞性能的同步判据，为网络系统安全防护提供了新思路。

　　

主要贡献

本文的研究亮点总结如下：

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  (i) 提出了一种新颖的关键数据靶向DoS攻击机制，用于复杂动态网络（CDN）的安全同步研究。与[31, 32]不同，本文提出的攻击模式并非预设的攻击序列，而是考虑数据包信息的关键程度，有选择地攻击关键数据包；
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  (ii) 与先前的研究[26, 33]相比，建立了一个新的包含随机耦合延迟的T-S模糊CDN牵制同步控制模型。有效处理了由关键数据靶向DoS攻击和通信延迟引起的异步前提变量问题；
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  (iii) 通过构建合适的Lyapunov-Krasovskii函数并评估系统稳定性，提出了一种新的安全同步准则，以保证T-S模糊CDN在关键数据靶向DoS攻击下的H_∞性能。

主要结果

在本节中，基于T-S模糊CDN的同步误差系统（SES）(15)，构建了一个合适的Lyapunov-Krasovskii函数，提出了一个准则来保证同步误差系统（SES）(15)在关键数据靶向DoS攻击下的稳定性和H_∞性能。然后获得了控制器增益。

定理1

对于给定的常数 τ_M, d_M, α, ρ_i> 0 (1 ≤ i ≤ N)，给定的矩阵 J，以及控制器增益 K_q(1 ≤ q ≤ L)，如果存在对角块矩阵 P > 0, Q₁> 0, Q₂> 0, R₁> 0, R ... [此处内容不完整，略去]

仿真算例

提供了三个算例来验证所提出结果的有效性和改进之处。

算例1

在本算例中，我们研究具有两条模糊规则和四个节点的T-S模糊CDN。相应的参数如下：

规则 1: A₁= [-5 2; -1 -6], B₁= [0.1 0.2; 0.5 0.7], C₁= [0.2 0; 0 0.1], D₁= [0.8 0.3; 0.3 0.8], E₁= [0.1 0.2; 0 0].

规则 2: A₂= [-2 4; -3 -5], B₂= [0.3 0.4; 0.1 0.5], C₂= [0.1 0; 0 0.2], D₂= [0.2 0.4; 0.4 0.2], E₂= [0.2 0.3; 0 0].

基于T-S模糊模型的带延迟和不带延迟的外部及内部耦合矩阵给出如下：G ... [此处内容不完整，略去]

结论

本文研究了具有随机耦合延迟的T-S模糊CDN在关键数据靶向DoS攻击下的安全同步问题。提出了一种更智能的DoS攻击策略，以增强攻击者的破坏性。同时，我们提出了一个具有随机耦合延迟的T-S模糊CDN牵制控制模型，并解决了由关键数据靶向DoS攻击和通信延迟产生的异步前提变量问题。