Development of security mechanisms for a multi-agent cyber-physical conveyor system using machine learning

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Funchal, Gustavo Silva
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/22980
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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spelling Development of security mechanisms for a multi-agent cyber-physical conveyor system using machine learningIndustry 4.0Multi-agent systemsCyber-physical systemsCybersecurityMachine learningIntrusion detection systemsDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaMestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáOne main foundation of the Industry 4.0 is the connectivity of devices and systems using Internet of Things technologies, where Cyber-physical systems (CPS) act as the backbone infrastructure based on distributed and decentralized structures. CPS requires the use of Artificial Intelligence (AI) techniques, such as Multi-Agent Systems (MAS), allowing the incorporation of intelligence into the CPS through autonomous, proactive and cooperative entities. The adoption of this new generation of systems in the industrial environment opens new doors for various attacks that can cause serious damage to industrial production systems. This work presents the development of security mechanisms for systems based on MAS, where these mechanisms are used in an experimental case study that consists of a multiagent cyber-physical conveyor system. For this purpose, simple security mechanisms were employed in the system, such as user authentication, signature and message encryption, as well as other more complex mechanisms, such as machine learning techniques that allows the agents to be more intelligent in relation to the exchange of messages protecting the system against attacks, through the classification of the messages as reliable or not, and also an intrusion detection system was carried out. Based on the obtained results, the efficient protection of the system was reached, mitigating the main attack vectors present in the system architecture.Uma das principais bases da Indústria 4.0 é a conectividade de dispositivos e sistemas utilizando as tecnologias da Internet das Coisas, onde os sistemas ciber-físicos atuam como a infraestrutura principal com base em estruturas distribuídas e descentralizadas. Os sistemas ciber-físicos requerem o uso de técnicas de Inteligência Artificial, como por exemplo, Sistemas Multi-Agentes, permitindo a incorporação de inteligência nos sistemas ciber-físicos através de entidades autônomas, proativas e cooperativas. A adoção dessa nova geração de sistemas no ambiente industrial abre novas portas para vários ataques que podem causar sérios danos aos sistemas de produção industrial. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de mecanismos de segurança para sistemas baseados em sistemas multi-agentes, em que esses mecanismos são utilizados em um caso de estudo experimental que consiste em um sistema de transporte ciber-físico baseado em sistemas multi-agentes. Para isso, mecanismos simples de segurança foram empregados no sistema, como autenticação do usuário, assinatura e criptografia de mensagens, além de outros mecanismos mais complexos, como técnicas de aprendizagem de máquina, que permite que os agentes sejam mais inteligentes em relação à troca de mensagens, protegendo o sistema contra ataques, através da classificação das mensagens como confiáveis ou não, e também foi realizado um sistema de detecção de intrusões. Com base nos resultados obtidos, obteve-se uma proteção eficiente do sistema, mitigando os principais vetores de ataque presentes na arquitetura do sistema.Leitão, PauloBarbosa, JoséVallim, MarcosBiblioteca Digital do IPBFunchal, Gustavo Silva2020-12-21T10:14:25Z202020192020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/22980TID:202559866enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:51:25Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/22980Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:14:04.354328Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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