Modèle d’analyse et d’évaluation de la propagation d’anomalies dans les systèmes cyber-physiques maritimes - IMT - Institut Mines-Télécom Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Model for analysis and evaluation of anomaly propagation in maritime cyber-physical systems

Modèle d’analyse et d’évaluation de la propagation d’anomalies dans les systèmes cyber-physiques maritimes

Résumé

The emergence of the 4th industrial revolution has democratized the use of cyber-physical systems (CPS) in the maritime sector. On board, they are characterized by various interdependent components that control critical physical operations through digital commands. An anomaly targeting one of these systems can benefit from this characteristic to easily propagate in the whole ship, and generate irreversible consequences. Firstly, we have considered the problem of dependencies at the global scale of the ship to characterize the importance of the dependencies associated with CPS. Then, an innovative 3-layer graph model (numerical, physical, and system variables) has been formulated to allow the CPS structural analysis. Various anomaly detection metrics, based on quality analysis, are integrated to initiate propagation assessment processes in a maritime CPS. This solution has been tested on two maritime CPS responsible for critical functions: propulsion and water distribution. Many perspectives emerge from this work to provide a global answer to ship anomalies propagation problems.
L'émergence de la 4ème révolution industrielle a fortement démocratisé l'utilisation de systèmes cyber-physiques (Cyber Physical System (CPS)) dans le secteur maritime. À bord, ils se caractérisent par divers composants interdépendants qui assurent le contrôle d'opérations physiques critiques à partir de commandes numériques. Une anomalie visant l'un de ces systèmes peut profiter de cette caractéristique pour se propager dans l'ensemble du navire, et engendrer des conséquences irréversibles. Premièrement, nous avons considéré la problématique des dépendances à l'échelle globale du navire pour caractériser l'importance de celles associées aux CPS. Ensuite, un modèle innovant de graphe 3-couches (numérique, physique, et variables système) a été formulé pour fournir une analyse structurelle du CPS. Diverses métriques de détection d'anomalies, basées sur l'analyse de la qualité, y sont intégrées pour amorcer les processus d'évaluation de la propagation dans un CPS maritime. Cette solution a été éprouvée sur deux CPS maritimes responsables de fonctions critiques: la propulsion et la distribution de l'eau. De nombreuses perspectives émergent de ces travaux pour fournir une réponse globale à la problématique d'évaluation de la propagation d'anomalies dans un navire.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-03549307 , version 1 (31-01-2022)
tel-03549307 , version 2 (06-06-2022)
tel-03549307 , version 3 (21-06-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03549307 , version 2

Citer

Nicolas Pelissero. Modèle d’analyse et d’évaluation de la propagation d’anomalies dans les systèmes cyber-physiques maritimes. Cryptographie et sécurité [cs.CR]. IMT Atlantique, 2022. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03549307v2⟩
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