A Customizable Conflict Resolution and Attribute-Based Access Control Framework for Multi-Robot Systems

要約

マルチロボット システムが進歩し続け、さまざまなアプリケーションに統合されるにつれて、競合の管理と安全なアクセス制御の確保は、対処する必要がある重要な課題です。
マルチロボット システムでは、ロボット間の安全かつ許可された対話を確保し、機密データを保護し、リソースへの不正アクセスを防止するために、アクセス制御が不可欠です。
この論文では、Hyperledger Fabric ブロックチェーンを活用した、ROS 2 のマルチロボット システムにおけるカスタマイズ可能な競合解決と属性ベースのアクセス制御のための新しいフレームワークを紹介します。
ユーザーとロボット間の安全な通信と制御を可能にする属性ベースのアクセス制御 (ABAC) Fabric-ROS 2 ブリッジを導入します。
タスクの優先順位、ロボットの機能、ユーザー定義の制約に基づいて競合解決ポリシーを定義することで、当社のフレームワークは競合を解決する柔軟な方法を提供します。
さらに、属性ベースのアクセス制御が組み込まれており、ユーザーとロボットの属性に基づいてアクセス権が付与されます。
ABAC は、SROS2 などの ROS 2 の既存のアクセス制御アプローチと比較して、アクセスを制御するためのモジュール型アプローチを提供します。
このフレームワークを通じて、マルチロボット システムを効率的、安全かつ適応的に管理し、リソースへのアクセス制御を確保し、競合を管理することができます。
実験による評価では、当社のフレームワークが既存の Fabric および ROS 2 統合ソリューションに比べてレイテンシとスループットをわずかに改善していることが示されています。
ネットワーク負荷が高くなった場合、トランザクション コミットメントの遅延を分散させることなく確実に動作する唯一のソリューションです。
また、2 人のユーザーによる同時制御またはロボットから生じる競合がどのようにリアルタイムで解決され、動きの歪みが効果的に除去されるかを示します。

要約(オリジナル)

As multi-robot systems continue to advance and become integral to various applications, managing conflicts and ensuring secure access control are critical challenges that need to be addressed. Access control is essential in multi-robot systems to ensure secure and authorized interactions among robots, protect sensitive data, and prevent unauthorized access to resources. This paper presents a novel framework for customizable conflict resolution and attribute-based access control in multi-robot systems for ROS 2 leveraging the Hyperledger Fabric blockchain. We introduce an attribute-based access control (ABAC) Fabric-ROS 2 bridge to enable secure communication and control between users and robots. By defining conflict resolution policies based on task priorities, robot capabilities, and user-defined constraints, our framework offers a flexible way to resolve conflicts. Additionally, it incorporates attribute-based access control, granting access rights based on user and robot attributes. ABAC offers a modular approach to control access compared to existing access control approaches in ROS 2, such as SROS2. Through this framework, multi-robot systems can be managed efficiently, securely, and adaptably, ensuring controlled access to resources and managing conflicts. Our experimental evaluation shows that our framework marginally improves latency and throughput over exiting Fabric and ROS 2 integration solutions. At higher network load, it is the only solution to operate reliably without a diverging transaction commitment latency. We also demonstrate how conflicts arising from simultaneous control or a robot by two users are resolved in real-time and motion distortion is effectively eliminated.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google