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大規模ネットワーク化系のための制御論的セキュリティ対策の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15H04020
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御・システム工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

石井 秀明  東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (50376612)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード制御工学 / ネットワーク化制御 / サイバーセキュリティ / マルチエージェント系 / 分散アルゴリズム / 制御理論 / 制御システム / マルチエージェントシステム
研究成果の概要

本研究では,ネットワーク化された大規模制御系に対する悪意のあるサイバー攻撃とその情報セキュリティ対策を制御理論の観点に基づいて考える.攻撃として観測・制御信号の改ざんや無線通信に対するジャミングを想定し,危険な情報が及ぼし得る影響を抑制する制御・推定手法を構築した.主たる成果として,マルチエージェント系の合意問題において異常エージェントが含まれる場合にロバストに合意を達成するアルゴリズムの構築や,無線通信を介した線形制御系がジャミング攻撃やパケット損失の影響下にある場合の安定性解析が挙げられる.通信や計算量の面で制約される環境においても,セキュリティレベルや制御性能を保証する方法を導出した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (64件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (13件) 雑誌論文 (25件) (うち国際共著 11件、 査読あり 23件、 謝辞記載あり 12件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] MIT(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] シュツットガルト大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] City University of Hong Kong(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] グローニンゲン大学(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] CNR-IEIIT(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Stuttgart(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] CNR-IEIIT, Politecnico di Torino(イタリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Seville(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] City University of Hong Kong/Zhejiang University(中国)

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      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Stuttgart(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] CNR-IEIIT, Politecnico di Torino(イタリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Seville(スペイン)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] City University of Hong Kong(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] サイバーセキュアシティを支えるシステム2018

    • 著者名/発表者名
      石井秀明
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 57 号: 2 ページ: 101-105

    • DOI

      10.11499/sicejl.57.101

    • NAID

      130006386401

    • ISSN
      0453-4662, 1883-8170
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 「わ」で拓くシステム制御の新展開2018

    • 著者名/発表者名
      淺間 一、石井 秀明、原 辰次
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 57 号: 2 ページ: 69-72

    • DOI

      10.11499/sicejl.57.69

    • NAID

      130006386413

    • ISSN
      0453-4662, 1883-8170
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Networked control under random and malicious packet losses2017

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya,H. Ishii,T. Hayakawa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 62 号: 5 ページ: 2434-2449

    • DOI

      10.1109/tac.2016.2612818

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resilient consensus of second-order agent networks: Asynchronous update rules over robust graphs2017

    • 著者名/発表者名
      S. M. Dibaji,H. Ishii
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 81 ページ: 123-132

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2017.03.008

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Wireless control under jamming attacks with bounded average interference power2017

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya,H. Ishii,T. Hayakawa
    • 雑誌名

      Proc. 20th IFAC World Congress

      巻: 1 号: 1 ページ: 8735-8740

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2017.08.1568

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Networked control of uncertain systems via the coarsest quantization and lossy communication2017

    • 著者名/発表者名
      K. Takijiri,H. Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 20th IFAC World Congress

      巻: 1 号: 1 ページ: 6570-6575

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2017.08.1129

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resilient clock synchronization over unreliable channels in WSNs2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kikuya,S. M. Dibaji,H. Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 56th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: 1 ページ: 996-1001

    • DOI

      10.1109/cdc.2017.8263788

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stochastic communication protocols for multi-agent consensus under jamming attacks2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kikuchi,A. Cetinkaya,T. Hayakawa,H. Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 56th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: 1 ページ: 1657-1662

    • DOI

      10.1109/cdc.2017.8263888

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intrinsic limits of power reduction in MIMO networked control systems2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fang,J. Chen,H. Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 56th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: 1 ページ: 4759-4764

    • DOI

      10.1109/cdc.2017.8264363

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fundamental error bounds in state estimation: An information-theoretic analysis2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fang,J. Chen,H. Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 56th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: 1 ページ: 357-362

    • DOI

      10.1109/cdc.2017.8263690

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Resilient randomized quantized consensus with delayed information2016

    • 著者名/発表者名
      S. M. Dibaji, H. Ishii, and R. Tempo
    • 雑誌名

      Proc. 55th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: - ページ: 3505-3510

    • DOI

      10.1109/cdc.2016.7798795

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhanced stability analysis for networked control systems under random and malicious packet losses2016

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, H. Ishii, and T. Hayakawa
    • 雑誌名

      Proc. 55th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: - ページ: 2721-2726

    • DOI

      10.1109/cdc.2016.7798673

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] State estimation of interconnected ensembles with anonymized outputs2016

    • 著者名/発表者名
      S. Zeng, H. Ishii, and F. Allgower
    • 雑誌名

      Proc. 6th IFAC Workshop on Distributed Estimation and Control in Networked Systems (NecSys'16)

      巻: - 号: 22 ページ: 109-114

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2016.10.381

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Random and malicious packet transmission failures on multi-hop channels in networked control systems2016

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, H. Ishii, and T. Hayakawa
    • 雑誌名

      Proc. 6th IFAC Workshop on Distributed Estimation and Control in Networked Systems (NecSys'16)

      巻: - 号: 22 ページ: 49-54

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2016.10.371

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-triggered control for communication reduction in networked systems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Akashi, H. Ishii, and A. Cetinkaya
    • 雑誌名

      Proc. 6th IFAC Workshop on Distributed Estimation and Control in Networked Systems (NecSys'16)

      巻: - 号: 22 ページ: 280-285

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2016.10.410

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A fault tolerant protocol for clock synchronization in sensor networks2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kikuya and H. Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 6th IFAC Workshop on Distributed Estimation and Control in Networked Systems (NecSys'16)

      巻: - 号: 22 ページ: 181-186

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2016.10.393

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Resilient randomized quantized consensus2016

    • 著者名/発表者名
      S. M. Dibaji, H. Ishii, and R. Tempo
    • 雑誌名

      Proc. American Control Conference

      巻: - ページ: 5118-5123

    • DOI

      10.1109/acc.2016.7526165

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A cooperative game theory approach to the PageRank problem2016

    • 著者名/発表者名
      J. M. Maestre and H. Ishii
    • 雑誌名

      Proc. American Control Conference

      巻: - ページ: 3820-3825

    • DOI

      10.1109/acc.2016.7525508

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] マルチエージェント合意問題におけるセキュリティ対策2016

    • 著者名/発表者名
      石井秀明
    • 雑誌名

      計測自動制御学会「計測と制御」

      巻: 55 ページ: 936-941

    • NAID

      130005284217

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resilient randomized quantized consensus2016

    • 著者名/発表者名
      Seyed Mehran Dibaji, Hideaki Ishii, and Roberto Tempo
    • 雑誌名

      Proc. American Control Conference

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A cooperative game theory approach to the PageRank problem2016

    • 著者名/発表者名
      Jose M. Maestre and Hideaki Ishii
    • 雑誌名

      Proc. American Control Conference

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Resilient consensus of double-integrator multi-agent networks with communication delays2015

    • 著者名/発表者名
      Seyed Mehran Dibaji and Hideaki Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 54th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: - ページ: 4290-4295

    • DOI

      10.1109/cdc.2015.7402888

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sampled observability of discrete heterogeneous ensembles from anonymized output measurements2015

    • 著者名/発表者名
      Shen Zeng, Hideaki Ishii, and Frank Allgower
    • 雑誌名

      Proc. 54th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: - ページ: 5683-5688

    • DOI

      10.1109/cdc.2015.7403111

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Resilient multi-agent consensus with asynchrony and delayed information2015

    • 著者名/発表者名
      Seyed Mehran Dibaji and Hideaki Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 5th IFAC Workshop on Distributed Estimation and Control in Networked Systems (NecSys'15)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Alignment forming in source seeking for multi-agent systems2015

    • 著者名/発表者名
      Samratul Fuady and Hideaki Ishii
    • 雑誌名

      Proc. 1st Int. Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics (SWARM'15)

      巻: - ページ: 162-165

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 新たなPageRank分散アルゴリズム:指数収束性と性能検証2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木敦之,石井秀明
    • 学会等名
      第5回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(東京都市大学,東京)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Wireless networked control systems subject to jamming and disturbance2018

    • 著者名/発表者名
      Ahmet Cetinkaya,Hideaki Ishii,Tomohisa Hayakawa
    • 学会等名
      第5回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(東京都市大学,東京)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ネットワーク化制御系に対する攻撃検知システムの最適設計2018

    • 著者名/発表者名
      岡本貴之,石井秀明
    • 学会等名
      第5回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(東京都市大学,東京)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Tradeoffs in networked control systems: An information theoretic approach2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ishii
    • 学会等名
      Mini-Workshop on Entropy, Information and Control (Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach, Germany)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Wireless Networked Control Resilient Against Jamming Attacks with Bounded Average Power2017

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, H. Ishii, and T. Hayakawa
    • 学会等名
      SICE International Symposium on Control Systems
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的システムと制御通信の連成シミュレータ構築: Simulink による連携2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木惇之, 石井秀明, 小野功
    • 学会等名
      第4回 制御部門マルチシンポジウム,計測自動制御学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Power Gain Bounds of Networked Feedback Systems: An Information-Theoretic Approachy2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fang, J. Chen, and H. Ishii
    • 学会等名
      SICE International Symposium on Control Systems
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不確かなネットワーク化制御系における通信制約の限界導出2017

    • 著者名/発表者名
      瀧尻和哉,石井秀明
    • 学会等名
      第4回 制御部門マルチシンポジウム,計測自動制御学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 最大値に基づくレジリエント合意アルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      中村将大,石井秀明
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会(電気通信大学,調布市)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Resilient randomized quantized consensus2017

    • 著者名/発表者名
      Seyed Mehran Dibaji,Hideaki Ishii,Roberto Tempo
    • 学会等名
      2nd Symposium on the COntrol of NEtwork Systems (Boston USA)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] サイバーセキュアシティを支えるシステム2017

    • 著者名/発表者名
      石井秀明
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会(電気通信大学,調布市)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Resilience against malicious agents in quantized consensus2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ishii
    • 学会等名
      Seminar at CNR-IEIIT and Politecnico di Torino (Torino, Italy)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fault tolerant clock synchronization in wireless sensor networks2017

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ishii
    • 学会等名
      Seminar at Otto-von-Guericke-Universitaet Magdeburg (Magdeburg, Germany)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Resilience against Malicious Agents in Quantized Consensus2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ishii
    • 学会等名
      Half a Century of Progress in Teams, Games and Control: A workshop dedicated to Tamer Basar's 70th birthday, IEEE Conf. on Decision and Control
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2016-12-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マルチエージェントシステムの制御:総論2016

    • 著者名/発表者名
      石井秀明
    • 学会等名
      SICEセミナー「マルチエージェントシステムの制御 ― IoT時代の制御理論」
    • 発表場所
      北陸先端大東京サテライト
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不確かなネットワーク化制御系における通信制約の限界導出2016

    • 著者名/発表者名
      瀧尻和哉,石井秀明
    • 学会等名
      第60回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI’16)
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
  • [学会発表] Cyber security and attack detections for power systems2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ishii
    • 学会等名
      Seminar at the Systems and Automation Department
    • 発表場所
      University of Seville, Spain
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 「マルチエージェントシステムの制御」概論2016

    • 著者名/発表者名
      石井秀明
    • 学会等名
      SICE 第3回制御部門マルチシンポジウム,ワークショップ:マルチエージェントシステムの制御―IoT/CPS時代の制御理論
    • 発表場所
      南山大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantized randomized consensus over networks with adversaries2016

    • 著者名/発表者名
      Seyed Mehran Dibaji, Hideaki Ishii, and Roberto Tempo
    • 学会等名
      SICE International Symposium on Control Systems
    • 発表場所
      南山大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチエージェントシステムの制御 (1) 総論2015

    • 著者名/発表者名
      石井秀明
    • 学会等名
      第58回自動制御連合講演会,OSチュートリアル
    • 発表場所
      神戸大学(神戸市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Resilient consensus of multi-agent networks in the presence of malicious attacks2015

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ishii
    • 学会等名
      Seminar at the Department of Electronic Engineering
    • 発表場所
      City University of Hong Kong, Hong Kong, China
    • 年月日
      2015-10-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Towards Integrating Control and Information Theories: From Information-Theoretic Measures to Control Performance Limitations2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fang, J. Chen, and H. Ishii
    • 総ページ数
      202
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sc.dis.titech.ac.jp/ishii/index_j.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 石井研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sc.dis.titech.ac.jp/ishii/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 石井秀明のホームページ

    • URL

      http://www.sc.dis.titech.ac.jp/ishii/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 6th IFAC Workshop on Distributed Estimation and Control in Networked Systems (NecSys'16)2016

    • 発表場所
      東京国際交流館 プラザ平成(東京・お台場)
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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