پديد آورنده :
كيان اصل، عماد
عنوان :
كنترل توزيع شده براي پايستگي حريم خصوصي ديجيتال بكمك محاسبه ي چند جانبه براي سيستم هاي سايبر فيزيكي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سيستم هاي ديناميكي و مكاترونيكي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 87ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
حريم خصوصي ديجيتال , محاسبات چند جانبه , بهم رساني رازآلود , محاسبات بلادرنگ , سيستم كنترل شبكه اي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/01/01
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/04/03
چكيده فارسي :
بيشتر سيستم هاي كنترلي براي دستيابي به بهينه يابي و اتوماسيون مرتبط بر داده هايي متكي هستند كه حاوي اطلاعات حساس به حريم خصوصي هستند. شبكه هاي برق هوشمند، شبكه هاي آب هوشمند، ساختمان هاي هوشمند، و سيستم هاي حمل و نقل هوشمند نمونه هايي از استفاده از اين الگوريتم هاي كنترلي هستند. گسترش سيستم هاي كنترلي جاسازي شده و نامتمركز در اتوماسيون صنعتي، امكان پردازش داده هاي كلان براي كنترل سيستم هاي هوشمند را فراهم مي سازد. با اين حال، ممكن است كل سيستم در هنگام محاسبه ي اقدامات كنترلي بر روي بسترهاي سوم شخص در معرض خطر قرار گيرد. در اين پايان نامه، محاسبات چند جانبه ي امن با استفاده از طرح بهم رساني رازآلود شمير به مانند يك رويكرد امن بررسي مي گردد كه در آن داده هاي خصوصي به سهم هاي محاسباتي تقسيم مي شوند. از آنجايي كه سهمها هيچ اطلاعاتي در مورد دادههاي خصوصي برملا نميكنند، محاسبه روي سهم ها ميتواند از راه سرورهايي با خطرپذيري پايين انجام شود. يك الگوريتم حفظ حريم خصوصي براي محاسبه ي توزيع شده كنترل موقعيت يك ماهواره بكمك رايانش ابري پيشنهاد مي شود. يك جبران كننده با روش ثبيت قطب طراحي شده و براي اجراي كنترل ديجيتال سيستم ديناميكي گسسته مي شود. اندازهگيريهاي حسگر بازخورد با وضوح محاسباتي مورد نظر كميسازي ميشوند و محاسبات در مبدلهاي رمزنگاري E-ADC و رمزگشايي D-DAC ارزيابي ميشوند كه محاسبات را از راه حساب ميدان متناهي پروتكلهاي حفظ حريم خصوصي ممكن ميسازد. همچنين، بر روي كنترل كننده ي PID رمزنگاري شده براي يك سيستم فيزيكي تمركز مي شود كه در آن اقدام هاي كنترلي بين سرورهاي ابري توزيع مي شود. يك سيستم ارتعاشي ناهم جاي دو درجه آزادي زير اثر زلزله بكمك الگوريتم كنترل امن پيشنهادي يكپارچه شده با روش نيومارك كنترل ميشود كه دستيابي به نتايج صحيح و عدم درز اطلاعات را تضمين مي كند. در پايان، الگوريتم هاي پيشنهادي در نرم افزار رياضي SageMath پياده سازي مي شوند كه شبيه سازي هاي عددي انجام شده، كارآيي و مقاومت بالاي الگوريتم هاي حفظ حريم خصوصي پيشنهادي را در برابر اجراي نا امن نشان مي دهند، هرچند تعداد جانب هاي محاسباتي و دقت در نظر گرفته شده ي الگوريتم ها مي توانند تاثير بسزايي در زمان اجرا و همگرايي نتيجه ها داشته باشند.
چكيده انگليسي :
Most of the control systems rely on data that often contain privacy sensitive information. Smart power networks, smart water grids, smart buildings, and intelligent transportation systems are some examples of using these control algorithms to achieve linked optimization and automation. Development of the embedded devices and systems become ubiquitous in our environment which makes it possible to process a vast amount of data. However, it could put the entire system at risk when control actions are computed on third-party platforms. In this dissertation, the secure multiparty computation using Shamir’s secret sharing scheme is investigated as a secure approach where private data is split into computational shares. Since, shares reveal no information about private data, computing on shares can be done by servers with low risk. A privacy-preserving algorithm is addressed for distributed and secure multiparty cloud computation of the attitude control of a satellite. A compensator is designed by the pole placement method and discretized for digital control implementation of the dynamic system. The feedback sensor measurements are quantized by a desired computational resolution and the computations are evaluated within the enciphering A/D and deciphering D/A converters enabling computations by using finite field arithmetic of the privacy-preserving protocols. The secure multiparty computation based on Shamir’s secret sharing scheme is utilized as an approach to develop secure protocols that ensure the privacy and accuracy of subsystems and protocols. Moreover, we focus on encrypted PID controller for a physical system where the control actions are distributed between cloud servers. A 2-DOF non-collocated vibrating system under earthquake excitation is going to be controlled by the proposed secure control algorithm integrated into the Newmark method while ensuring correct results and no leakage of information. Although, the number of computational servers and the selected precision of the algorithms are observed to have high impact on execution time and convergence of the results.
استاد راهنما :
حميدرضا ميردامادي
استاد داور :
علي فانيان , مهدي كشميري