Модель доверенного взаимодействия агентов в децентрализованной киберфизической среде

Цель. Целью исследования является повышение эффективности выполнения задач агентами киберфизической системы при наличии агентов с неисправным или вредоносным поведением за счет установления доверенного взаимодействия между агентами и быстрого выявления вредоносного воздействия.
Метод. Доверенное взаимодействие осуществляется с помощью технологии распределенного реестра и показателя уверенности агентов при коллективном решении. Новизна предлагаемого решения состоит в том, что информация о действиях агентов будет храниться и агрегироваться с использованием смарт-контрактов через заданные интервалы времени. Отдельный агент хранит локальную копию цепочки взаимодействия агентов, если несколько агентов взаимодействуют между собой, то они обмениваются информацией, хранящейся в их распределенном реестре.
Результат. Для апробации предложенного метода была выполнена его программная реализация на языке программирования C++. Для проведения экспериментов использован сценарий коллективного восприятия агентами децентрализованной киберфизической среды в специализированной имитационной программе Contiki’s Cooja.
Вывод. Метод, реализованный с помощью предложенных в работе решений, оказался эффективнее, чем метод на основе динамического расчета показателя уверенности. Предложенные решения можно применять не только в киберфизических системах, но и в других системах с децентрализованным управлением.

1. Алгулиев Р.М., Имамвердиев Я.Н., Сухостат Л.В. Киберфизические системы: основные понятия и вопросы обеспечения безопасности // Информационные технологии. 2017. Т. 23. № 7. С. 517–528.

2. Lee E.A., Cheng A.M.K. The Past, Present and Future of Cyber-Physical Systems: A Focus on Models // Multidisciplinary Digital Publishing Institute. 2015. V. 15, № 3. С. 4837–4869.

3. Закирова Ю.М., Мышляева А.А., Закиева Е.Ш. Киберфизические системы: возможности и угрозы // Технологические инновации в современном мире. 2019. С. 64–68.

4. Lamport L., Shostak R., Pease M. The Byzantine Generals Problem // C. Trans. Program. Lang. Syst. 1982. V. 4, № 3. P. 382–401.

5. Sicari, A. Rizzardi, L.A. Grieco, A. Coen-Porisini. Security, privacy and trust in Internet of Things: The road ahead // Comput. Networks. Elsevier, 2015. V. 76. P. 146–164.

6. Jøsang A., Keser C., Dimitrakos T. Can We Manage Trust? // Lect. Notes Comput. Sci. Springer, Berlin, Heidelberg, 2005. V. 3477. P. 93–107.

7. Jøsang A., Ismail R., Boyd C. A survey of trust and reputation systems for online service provision // Decis. Support Syst. North-Holland, 2007. V. 43, № 2. P. 618–644.

8. Kaur J. Trust Based Technique for the Multicasting in IoT // Int. J. Emerg. Trends Eng. Res. The World Academy of Research in Science and Engineering, 2020. V. 8, № 8. P. 4574–4579.

9. Kumar A. IOT Security with Blockchain // YMER Digit. Engineering Skill Development, 2021. V. 20, № 11. P. 7–19.

10. Putra G.D. Blockchain for Trust and Reputation Management in Cyber-Physical Systems // Springer Optim. Its Appl. Springer, 2022. V. 194. P. 339–362.

11. Zhou Z. Secure and efficient vehicle-to-grid energy trading in cyber physical systems: integration of blockchain and edge computing // IEEE Trans. Syst. Man, Cybern. Syst. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. 2020. V. 50, № 1. P. 43–57.

12. Valentini G., Brambilla D., Hamann H.,Dorigo M. Collective perception of environmental features in a robot swarm // Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics). Springer Verlag, 2016. V. 9882. P. 65–76.

13. Рябцев С.С. Метод выявления вредоносных роботов на основе данных процесса коллективного принятия решений в роевых робототехнических системах // Системы управления, связи и безопасности. 2021. № 5. С. 224-258.

14. Petrenko V.I., Tebueva F.B., Ryabtsev S.S., Gurchinsky M.M., Struchkov I.V. Сonsensus achievement method for a robotic swarm about the most frequently feature of an environment // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. Krasnoyarsk, Russia, 2020. P. 42025.

15. Garagad V., Iyer N. Secure IoT Interactions using Dynamic Trust Assessment // 2022 IEEE 7th International conference for Convergence in Technology (I2CT). 2022. P. 1-8