Distributed Denial-of-Service Resilient Control for Urban Air Mobility Applications

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作者
Shanelle G. Clarke,Sounghwan Hwang,Omanshu Thapliyal,Inseok Hwang
出处
期刊:Journal of aerospace information systems [American Institute of Aeronautics and Astronautics]
卷期号:20 (12): 873-889
标识
DOI:10.2514/1.i011222
摘要

Urban air mobility (UAM) systems are characterized by the heterogeneity of participating aerial vehicles (AVs). Participating AVs are expected to cooperate with each other while maintaining flexibility in individual missions and reacting to the possibility of cyberattacks and security threats. In this paper, we focus on the vulnerabilities of the UAM cyberphysical system against distributed denial-of-service (DDOS) cyberattacks. We develop a resilient control strategy for the AVs navigating through the UAM airspace to mitigate the effect of DDOS cyberattacks. A graph-theoretic vulnerability metric is proposed. Each AV can compute its vulnerability against DDOS cyberattacks in a fully distributed manner using this metric. Based on this computed metric, the AVs self-organize to minimize collision risk in the operating airspace after assessing self-vulnerability. This reconfiguration is also carried out in a fully distributed manner. The proposed resilient control is proven to reduce vulnerability in a probabilistic manner. This reduced vulnerability holds against DDOS cyberattacks with a known attack budget.
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