La devise "unis nous sommes debout, divisés, nous tombons" a trouvé une nouvelle application dans une discipline improbable :la cybersécurité.

Les machines, des plus simples comme un ordinateur personnel aux plus complexes comme une voiture autonome, doivent transmettre des informations afin de les traiter. Une voiture autonome, par exemple, est conçu pour collecter les mêmes types d'informations qu'un conducteur humain pourrait, et répondre en nature. Des feux de circulation au comportement des autres voitures, la voiture autonome doit capter et traiter les informations rapidement et en toute sécurité afin de décider d'une ligne de conduite :freinage, tournant, et potentiellement sauver des vies.

Mais s'il y en a un autre, signal contradictoire dans le mix, compromettre la communication ? Une équipe de recherche basée à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign a développé une méthode pour potentiellement éviter les interruptions causées par ces signaux, appelés brouilleurs.

La recherche a été publiée dans le numéro de janvier de IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica (JAS) , une publication conjointe de l'IEEE et de l'Association chinoise de l'automatisation.

« La capacité de transmettre des données d'une source à une destination de manière fiable en présence d'une intervention contradictoire, comme le brouillage, est d'une importance et d'une préoccupation primordiales, ", a déclaré l'auteur principal Tamer Basar.

Basar est Swanlund Endowed Chair du département de génie électrique et informatique et directeur du Center for Advanced Study de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign.

"Le prototype présenté dans le document capture des scénarios qui surviennent dans de nombreux domaines d'application, tels que les systèmes de télédétection, systèmes de contrôle en réseau, et les systèmes cyber-physiques, " dit Basar.

Par exemple, un capteur collecte des informations sur une période de temps et transmet les données à un centre de décision qui doit travailler pour traiter avec précision les données d'origine. Les données peuvent être corrompues car elles doivent être encodées avant le centre de décision et décodées après. Les contraintes de temps et les ressources énergétiques limitées compliquent encore les choses. Pour compliquer davantage les problèmes, un brouilleur peut tout arrêter en brouillant littéralement le système avec une gourmandise de bruit.

"Le capteur, l'encodeur, et le décodeur agissent à l'unisson, vers un objectif commun, considérant qu'un brouilleur fonctionne de manière à contrecarrer les actions des trois premiers, " dit Basar.

Les chercheurs ont regroupé les trois pièces ensemble, comprenant un acteur du système, travailler pour contrer les actions du brouilleur. En faisant fonctionner les trois pièces comme une seule, ils annoncent simultanément leurs politiques en matière d'information.

C'est la différence entre communiquer via un pigeon voyageur ou un téléphone. Une personne doit attacher un message à la patte du pigeon, le pigeon doit voyager, et le récepteur doit récupérer le message du pigeon. Ensuite, le récepteur doit répondre et répéter le processus en sens inverse. Le message peut être perdu ou endommagé à plusieurs endroits. Si les mêmes personnes décrochent le téléphone, il est beaucoup plus probable qu'ils puissent décider d'un plan d'action avec une interférence minimale.

Lorsque le capteur, encodeur, et le décodeur fonctionnent ensemble, ils s'engagent ensemble dans leurs prochaines actions. Ils ne bloquent pas complètement le brouilleur, mais le brouilleur n'a pas la possibilité d'interrompre le travail et de provoquer une erreur substantielle car les acteurs communiquent entre eux.

Appelé une solution de rétroaction Stackelberg, cette manœuvre hiérarchique permet au système de s'engager dans un traitement d'informations basé sur un ensemble de seuils pré-calculables, qui dépend du temps et du nombre d'opportunités de transmission restantes. Le brouilleur est laissé de côté en tant que capteur, encodeur, et le décodeur décident ensemble quoi, comment, et quand traiter.

Bien qu'efficace, la solution est actuellement limitée à un canal. Les chercheurs espèrent changer cela.

"Notre objectif est d'étendre le modèle présenté dans le document à des systèmes plus complexes, permettant des processus sources plus généraux, plusieurs capteurs, plusieurs canaux, et des capteurs équipés d'un récupérateur d'énergie qui a le potentiel de reconstituer l'énergie utilisée du capteur en fonction de la disponibilité aléatoire de ces ressources, telles que l'énergie solaire ou éolienne, " dit Basar.