Amélioration de la sécurité des systèmes cyber-physiques : stratégies de détection et d'atténuation

Enhancing Cyber-Physical System Security: Detection and Mitigation Strategies

• Auteur / Autrice : Álan E sousa
• Direction : Noureddine Manamanni, Nadhir Messai
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : ATS - Automatique et Traitement de Signal
• Date : Inscription en doctorat le 01/03/2021
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques Physique Sciences du Numérique et de l'Ingénieur (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Reims, Marne ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Equipe ATS-CRESTIC

Mots clés

Mots clés libres

Systèmes Cyber-Physiques

Smart Factories

Sûreté de fonctionnement

Surveillance distribuée

Détection d'attaque

Cyber-physical systems

Smart Factories

Guarantee of working condition

Distributed monitoring

Attack detection

Résumé

Le projet SURSY se concentre sur la fiabilité des systèmes Cyber-Physiques avec une application aux flottes de robots mobiles de type AGV (Automated Ground Vehicle) au sein de systèmes de production flexibles. Il explorera une nouvelle approche distribuée pour surveiller ces systèmes émergents. L'objectif est de détecter l'apparition de pannes affectant ces systèmes complexes et hautement distribués afin de minimiser les temps d'arrêt de production imprévus et d'éviter des situations potentiellement dangereuses pour les personnes et l'environnement. L'étude ciblera les systèmes autonomes qui contribuent à l'exécution de tâches complexes en échangeant des informations avec le système de gestion de production et les capteurs connectés. Quant aux défauts considérés, ils concernent les capteurs, les actionneurs ainsi que les liaisons de communication. Les algorithmes de détection à développer seront entièrement diffusés et s'inspireront des approches de diagnostic basées sur des modèles. Ils seront mis en œuvre, testés et validés sur une plateforme expérimentale développée dans le cadre d'autres projets dont une partie a été financée par la région Grand EST. De plus, cette étude permettra de lever certains obstacles scientifiques de nature fondamentale, comme le changement de dimension du système lors du changement de topologie de communication et la prise de décision prenant en compte le bruit de mesure et la perte de paquets. Une validation expérimentale illustrant la faisabilité des démarches ouvrira de réelles perspectives avec le monde socio-économique et particulièrement celui des territoires. Cette étude permettra ainsi de développer un prototype de système avancé capable de contribuer à la sécurité de fonctionnement dans des systèmes de production flexibles. Il permettra au candidat d'acquérir des connaissances fondamentales et des compétences appliquées transférables dans ce domaine de recherche émergent.

The SURSY project focuses on the dependability of Cyber-Physical systems with an application to fleets of mobile robots of the AGV (Automated Ground Vehicle) type within flexible production systems. He will explore a new distributed approach to monitor these emerging systems. The goal is to detect the occurrence of faults affecting these complex and highly distributed systems in order to minimize unplanned production downtime and to avoid potentially dangerous situations for people and the environment. The study will target autonomous systems that contribute to the performance of complex tasks by exchanging information with the production management system and connected sensors. As for the faults considered, they concern sensors, actuators as well as communication links. The detection algorithms to be developed will be fully distributed and will be inspired by model-based diagnostic approaches. They will be implemented, tested and validated on an experimental platform developed within the framework of other projects, part of which was funded by the Grand EST region. In addition, this study will help to remove certain scientific obstacles of a fundamental nature, such as the change in dimension of the system when the communication topology is changed and decision making taking into account measurement noise and packet loss. An experimental validation illustrating the feasibility of the approaches will open up real perspectives with the socio-economic world and particularly that of the territories. This study will thus make it possible to develop a prototype of an advanced system capable of contributing to operational safety in flexible production systems. It will enable the candidate to acquire fundamental knowledge and transferable applied skills in this emerging area of research.