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Stochastic Control-Theoretic Approach to Development of Simultaneously Cyber-Secure and Energy-Efficient Randomized Transmission Methods for Dependable IoT

研究課題

研究課題/領域番号 20K14771
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関芝浦工業大学 (2022)
国立情報学研究所 (2020-2021)

研究代表者

CETINKAYA AHMET  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (60851730)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードControl systems / Network attacks / Multi-agent systems / IoT / Jamming attacks / Control theory / Cyber security / Randomization / Cybersecurity / Machine learning
研究開始時の研究の概要

This research project aims to use control theory and machine learning to develop novel wireless transmission methods that are simultaneously cybersecure and energy efficient. The end goal is to make the Internet of Things (IoT) more secure against potential jamming interference attacks.

研究成果の概要

このプロジェクトは、インターネット・オブ・シングス(IoT)のコンテキストにおけるネットワーク制御システムおよびマルチエージェントシステムのためにサイバーセキュアでエネルギー効率の高い制御と通信を開発することを目的としていました。プロジェクトの成果は、ネットワーク上での伝送時間をランダム化することというアイデアに基づいて構築されました。このアイデアは、ジャミングのモデリング、多目的最適化、予測制御、量子化、ゲーム理論の分析と設計、およびIoTテストベッドの開発を組み込むよう拡張されました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Wireless technologies are vital in smart cities and industrial applications for control and sensing data transmissions. Jamming attacks pose a major threat against them. We developed various techniques in networked control and multi-agent systems to counter jamming attacks.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 11件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 23件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] New York University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Seville(スペイン)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Centrale Supelec(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effects of Jamming Attacks on Wireless Networked Control Systems Under Disturbance2023

    • 著者名/発表者名
      Cetinkaya Ahmet、Ishii Hideaki、Hayakawa Tomohisa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 68 号: 2 ページ: 1223-1230

    • DOI

      10.1109/tac.2022.3153275

    • 関連する報告書
      2022 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] Risk-Aware Linear Quadratic Control Using Conditional Value-at-Risk2023

    • 著者名/発表者名
      Kishida Masako、Cetinkaya Ahmet
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 68 号: 1 ページ: 416-423

    • DOI

      10.1109/tac.2022.3142131

    • 関連する報告書
      2022 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] Rolling horizon games of resilient networks with non-uniform horizons2022

    • 著者名/発表者名
      Nugraha Yurid、Cetinkaya Ahmet、Hayakawa Tomohisa、Ishii Hideaki、Zhu Quanyan
    • 雑誌名

      European Journal of Control

      巻: 68 ページ: 100693-100693

    • DOI

      10.1016/j.ejcon.2022.100693

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Linearization-Based Quantized Stabilization of Nonlinear Systems Under DoS Attacks2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Rui、Cetinkaya Ahmet、Ishii Hideaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 67 号: 12 ページ: 6826-6833

    • DOI

      10.1109/tac.2021.3133180

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Resilient quantized control under Denial-of-Service: Variable bit rate quantization2022

    • 著者名/発表者名
      Feng Shuai、Cetinkaya Ahmet、Ishii Hideaki、Tesi Pietro、De Persis Claudio
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 141 ページ: 110302-110302

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2022.110302

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Instabilizability Conditions for Continuous-Time Stochastic Systems Under Control Input Constraints2022

    • 著者名/発表者名
      Cetinkaya Ahmet、Kishida Masako
    • 雑誌名

      IEEE Control Systems Letters

      巻: 6 ページ: 1430-1435

    • DOI

      10.1109/lcsys.2021.3105452

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Secure Networked Control Under Jamming Attacks: An SINR-Based Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Cetinkaya Ahmet、Ishii Hideaki、Hayakawa Tomohisa
    • 雑誌名

      Security and Resilience of Control Systems: Theory and Applications, Lecture Notes in Control and Information Sciences, vol. 489

      巻: -- ページ: 63-91

    • DOI

      10.1007/978-3-030-83236-0_3

    • ISBN
      9783030832353, 9783030832360
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Impossibility Results for Constrained Control of Stochastic Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Cetinkaya Ahmet、Kishida Masako
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 66 号: 12 ページ: 5974-5981

    • DOI

      10.1109/tac.2021.3059842

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Security analysis of linearization for nonlinear networked control systems under DoS2021

    • 著者名/発表者名
      R. Kato, A. Cetinkaya, H. Ishii
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Control of Network Systems

      巻: Vol. 8 No. 4 号: 4 ページ: 1692-1704

    • DOI

      10.1109/tcns.2021.3078130

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Networked Control Under DoS Attacks: Tradeoffs Between Resilience and Data Rate2021

    • 著者名/発表者名
      Feng Shuai、Cetinkaya Ahmet、Ishii Hideaki、Tesi Pietro、Persis Claudio De
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 66 号: 1 ページ: 460-467

    • DOI

      10.1109/tac.2020.2981083

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic Resilient Network Games With Applications to Multiagent Consensus2021

    • 著者名/発表者名
      Nugraha Yurid、Cetinkaya Ahmet、Hayakawa Tomohisa、Ishii Hideaki、Zhu Quanyan
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Control of Network Systems

      巻: 8 号: 1 ページ: 246-259

    • DOI

      10.1109/tcns.2020.3016839

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Randomized Transmission Protocols for Protection against Jamming Attacks in Multi-Agent Consensus2020

    • 著者名/発表者名
      Cetinkaya Ahmet、Kikuchi Kaito、Hayakawa Tomohisa、Ishii Hideaki
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 117 ページ: 108960-108960

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2020.108960

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of Networked Control Systems under DoS Attacks and Output Quantization2020

    • 著者名/発表者名
      Wakaiki Masashi、Cetinkaya Ahmet、Ishii Hideaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: - 号: 8 ページ: 3560-3575

    • DOI

      10.1109/tac.2019.2949096

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CRAG at the SBFT 2023 tool competition-Cyber-physical systems track2023

    • 著者名/発表者名
      P. Arcaini, A. Cetinkaya
    • 学会等名
      16th IEEE/ACM International Workshop on Search-Based and Fuzz Testing
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Complexity and Efficiency of Nash Equilibria in Noncooperative Simple Platoon Games2022

    • 著者名/発表者名
      A. R. Ibrahim, A. Cetinkaya, M. Kishida
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decison and Control
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Logic for Timed Agent Network Topologies2022

    • 著者名/発表者名
      C. Eberhart, J. Haydon, J. Dubut, A. Cetinkaya, S. Pruekprasert
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decison and Control
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Tree-Based Multi-Scenario Approach to Networked MPC under Packet Losses and Disturbances2022

    • 著者名/発表者名
      T. Arauz, J. M. Maestre, A. Cetinkaya, C. Stoica Maniu
    • 学会等名
      18th IFAC Workshop on Control Applications of Optimization
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FreneticV at the SBST 2022 Tool Competition2022

    • 著者名/発表者名
      E. Castellano, S. Klikovits, A. Cetinkaya, P. Arcaini
    • 学会等名
      IEEE/ACM 15th International Workshop on Search-Based Software Testing
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling Heterogeneous Transportation Services by Two-Stage Congestion Games2022

    • 著者名/発表者名
      A. R. Ibrahim, A. Cetinkaya, M. Kishida
    • 学会等名
      European Control Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear Data-Driven Control for Stabilizing Periodic Orbits2021

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, M. Kishida
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rolling Horizon Games for Cluster Formation of Resilient Multiagent Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Nugraha, A. Cetinkaya, T. Hayakawa, H. Ishii, Q. Zhu
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Timed Congestion Games with Application to Multi-Fleet Platoon Matching2021

    • 著者名/発表者名
      A. R. Ibrahim, A. Cetinkaya, M. Kishida
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cluster Formation in Multiagent Consensus via Dynamic Resilient Graph Games2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Nugraha, A. Cetinkaya, T. Hayakawa, H. Ishii, Q. Zhu
    • 学会等名
      IEEE Conference on Control Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Resilient Quantized Control under Denial-of-Service with the Application of Variable Bitrate Quantization2021

    • 著者名/発表者名
      S. Feng, A. Cetinkaya, H. Ishii, P. Tesi, C. De Persis
    • 学会等名
      European Control Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Model-Based PI Design for Irrigation Canals with Faulty Communication Networks2021

    • 著者名/発表者名
      T. Arauz, J. M. Maestre, A. Cetinkaya, E. F. Camacho
    • 学会等名
      European Control Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Road Representations in Search-Based Testing of Autonomous Driving Systems2021

    • 著者名/発表者名
      E. Castellano, A. Cetinkaya, P. Arcaini
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Software Quality, Reliability and Security
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Frenetic at the SBST 2021 Tool Competition2021

    • 著者名/発表者名
      E. Castellano, A. Cetinkaya, C. Ho Thanh, S. Klikovits, X. Zhang, P. Arcaini
    • 学会等名
      IEEE/ACM 14th International Workshop on Search-Based Software Testing
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impossibility Results for Stochastic Constrained Control2021

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, M. Kishida
    • 学会等名
      SICE International Symposium on Control Systems
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A Search-Based Approach for Designing Defense Policies Against Jamming Attacks in Wireless Networked Control Systems2021

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, P. Arcaini, H. Ishii, T. Hayakawa
    • 学会等名
      第49回 制御理論シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Tree-Based Model Predictive Control for Jamming Attacks2020

    • 著者名/発表者名
      T. Pierron, T. Arauz, J. M. Maestre, A. Cetinkaya, C. Stoica Maniu
    • 学会等名
      European Control Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Impossibility Result Concerning Bounded Average-Moment Control of Linear Stochastic Systems2020

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, M. Kishida
    • 学会等名
      21st IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DoS-Aware Quantized Control of Nonlinear Systems via Linearization2020

    • 著者名/発表者名
      R. Kato, A. Cetinkaya, H. Ishii
    • 学会等名
      21st IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Resilient Graph Games for State-Dependent Jamming Attacks Analysis on Multi-Agent Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Nugraha, A. Cetinkaya, T. Hayakawa, H. Ishii, Q. Zhu
    • 学会等名
      21st IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Moment Propagation of Discrete-Time Stochastic Polynomial Systems Using Truncated Carleman Linearization2020

    • 著者名/発表者名
      S. Pruekprasert, T. Takisaka, C. Eberhart, A. Cetinkaya, J. Dubut
    • 学会等名
      21st IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Search-Based Approach to Identifying Jamming Attacks and Defense Policies in Wireless Networked Control2020

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, P. Arcaini, H. Ishii, T. Hayakawa
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Resilient Network Games Considering Connectivity2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Nugraha, A. Cetinkaya, T. Hayakawa, H. Ishii, Q. Zhu
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Randomized Transmissions for Secure Networked Control2020

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya
    • 学会等名
      INFORMS Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Randomized Transmission Protocols for Secure Multi-Agent Consensus Under Jamming Attacks2020

    • 著者名/発表者名
      A. Cetinkaya, H. Ishii
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control, Workshop on Learning and Security for Multi-Agent Systems
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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