Optimal Sensor Deception to Deviate from an Allowed Itinerary

要約

この研究では、エージェントがセキュリティ監視システムのセンサー読み取り値を変更して、敵対的な旅程を環境内で許可された旅程に偽装することを目的とした、ある種の欺瞞計画問題を研究します。
敵対的な旅程セットと許可された旅程セットは、通常の言語によってキャプチャされます。
検出されずに逸脱するために、最小限のコストでセンサーの読み取り値を変更するエージェントの戦略が存在するかどうかを調査します。これにより、エージェントが通過する経路のいずれかについて、システムはエージェントが許可された旅程内の経路をたどったと判断します。
私たちの定式化では、エージェントがセンサー変更戦略を決定してそれを実装し、その後、その逸脱行程内の任意のパスを実行する、オフラインのセンサー変更を想定しています。
有向マルチカット問題からの帰着により、最適なセンサー変更を解く問題が NP 困難であることを証明します。
さらに、整数線形計画法に基づく正確なアルゴリズムを提示し、ケーススタディでアルゴリズムの正確さと有効性を実証します。

要約(オリジナル)

In this work, we study a class of deception planning problems in which an agent aims to alter a security monitoring system’s sensor readings so as to disguise its adversarial itinerary as an allowed itinerary in the environment. The adversarial itinerary set and allowed itinerary set are captured by regular languages. To deviate without being detected, we investigate whether there exists a strategy for the agent to alter the sensor readings, with a minimal cost, such that for any of those paths it takes, the system thinks the agent took a path within the allowed itinerary. Our formulation assumes an offline sensor alteration where the agent determines the sensor alteration strategy and implement it, and then carry out any path in its deviation itinerary. We prove that the problem of solving the optimal sensor alteration is NP-hard, by a reduction from the directed multi-cut problem. Further, we present an exact algorithm based on integer linear programming and demonstrate the correctness and the efficacy of the algorithm in case studies.

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