論文の概要: RobResilience: Implementing and Evaluating a Resilience Framework for Cyber-Physical Embodied Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.17349v1
- Date: Tue, 15 Sep 2026 15:49:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.603842
- Title: RobResilience: Implementing and Evaluating a Resilience Framework for Cyber-Physical Embodied Systems
- Title（参考訳）: Rob Resilience:サイバー物理学的身体システムのためのレジリエンスフレームワークの実装と評価
- Abstract要約: サイバー物理システムを具現化したシステムでは、アクティブなサイバー攻撃はデータだけでなく、物理的完全性や人間の安全にも即座に脅威をもたらす。
既存のセキュリティアプローチは検出時に優れているが、破壊が許容可能か、パフォーマンス劣化が安全な運用境界内にあるかを決定するランタイムメカニズムが欠如している。
本稿では、Webotsシミュレーション環境において、サイバー物理システムを具現化するための正式なレジリエンスフレームワークであるRobResilienceを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.203157475329201
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In embodied cyber-physical systems, active cyberattacks pose an immediate threat not just to data, but to physical integrity and human safety. While existing security approaches excel at detection, they lack the runtime mechanisms to determine whether a disruption is tolerable or if performance degradation remains within safe operational bounds. This gap leaves autonomous systems vulnerable to graceful failure paralysis, where they cannot distinguish between a safe, degraded state and a catastrophic hazard during an ongoing attack. This paper presents RobResilience, an implementation of a formal resilience framework for embodied cyber-physical systems in a Webots simulation environment, using a PR2 robot and ROS2. The framework evaluates three predicates at runtime: tolerable disruption ($δ$), tolerable degradation ($γ$), and mitigation feasibility ($μ$), over a compromised device set derived from IDS confidence scores. When resilience is lost, the framework triggers available mitigation strategies. We evaluate our implementation through eight attack scenarios that systematically cover all possible combinations of the predicate state space, varying attack targets, degradation rates, and mitigation availability. Results confirm that the runtime behaviour of the implementation is consistent with the theoretical definitions.
- Abstract（参考訳）: サイバー物理システムを具現化したシステムでは、アクティブなサイバー攻撃はデータだけでなく、物理的完全性や人間の安全にも即座に脅威をもたらす。
既存のセキュリティアプローチは検出時に優れているが、破壊が許容可能であるか、パフォーマンス劣化が安全な運用境界内にあるかを決定するランタイムメカニズムが欠如している。
このギャップは、安全で劣化した状態と、進行中の攻撃で壊滅的な危険を区別できない、優雅な障害麻痺に脆弱な自律システムを残します。
本稿では,PR2ロボットとROS2を用いて,Webotsシミュレーション環境におけるサイバー物理システムを具現化するための形式的レジリエンスフレームワークであるRobResilienceを提案する。
このフレームワークは実行時に3つの述語を評価する:寛容破壊(δ$)、許容分解(γ$)、緩和実現可能性(μ$)。
レジリエンスが失われると、フレームワークは利用可能な緩和戦略をトリガーする。
我々は、述語状態空間、様々な攻撃目標、劣化率、緩和可用性のすべての組み合わせを体系的にカバーする8つの攻撃シナリオを通して、実装を評価した。
結果は、実装の実行時の動作が理論的定義と一致していることを確認する。
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