Mottot "förenade står vi, splittrade vi faller" har hittat en ny tillämpning inom en osannolik disciplin - cybersäkerhet.

Maskiner – från enkla sådana som en persondator till en komplex sådan som en självkörande bil – måste överföra information för att kunna bearbeta den. En självkörande bil, till exempel, är utformad för att samla in samma typ av information som en mänsklig förare kan, och svara in natura. Från trafikljus till beteendet hos andra bilar, den självkörande bilen måste känna av och bearbeta information snabbt och säkert för att kunna besluta om en handling:bromsa, vändning, och potentiellt rädda liv.

Men tänk om det finns en annan, motstridig signal i mixen, äventyra kommunikationen? Ett forskarlag baserat vid University of Illinois i Urbana-Champaign har utvecklat en metod för att potentiellt undvika avbrott som orsakas av dessa signaler, kallas störsändare.

Forskningen publicerades i januarinumret av IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica (JAS) , en gemensam publikation av IEEE och Chinese Association of Automation.

"Förmågan att överföra data från en källa till en destination på ett tillförlitligt sätt i närvaro av kontradiktoriskt ingripande, som jamming, är av största vikt och oro, " sa huvudförfattaren Tamer Basar.

Basar är Swanlund-begåvad ordförande för avdelningen för el- och datorteknik och chef för Center for Advanced Study vid University of Illinois i Urbana-Champaign.

"Prototypen som introduceras i tidningen fångar scenarier som uppstår inom många applikationsområden, såsom fjärranalyssystem, nätverksanslutna styrsystem, och cyberfysiska system, sa Basar.

Till exempel, en sensor samlar in information under en tidsperiod och överför data till ett beslutscenter som måste arbeta för att korrekt bearbeta originaldata. Data kan skadas eftersom den måste kodas innan beslutscentret och avkodas efteråt. Tidsbegränsningar och begränsade energiresurser komplicerar saken ytterligare. För att ytterligare komplicera problem, en störsändare kan stoppa allt genom att bokstavligen störa systemet med ett frosseri av brus.

"Sensorn, kodaren, och avkodaren agerar unisont, mot ett gemensamt mål, En störsändare fungerar på ett sätt som motverkar de tre förstas handlingar, sa Basar.

Forskarna grupperade de tre delarna tillsammans, som består av en aktör i systemet, arbetar för att motverka störsändarens handlingar. Genom att låta alla tre delarna fungera som en, de tillkännager samtidigt sin policy angående information.

Det är skillnaden mellan att kommunicera via en brevduva eller en telefon. En person måste knyta ett meddelande till duvans ben, duvan måste resa, och mottagaren måste hämta meddelandet från duvan. Då måste mottagaren svara och upprepa processen i omvänd riktning. Meddelandet kan försvinna eller skadas på flera ställen. Om samma personer tog telefonen, det är mycket mer sannolikt att de kan besluta om en handling tillsammans med minimal störning.

När sensorn, kodare, och dekoder fungerar tillsammans, de förbinder sig till sina nästa handlingar tillsammans. De blockerar inte störsändaren helt, men störsändaren har inte möjlighet att avbryta arbetet och orsaka ett väsentligt fel när skådespelarna kommunicerar fram och tillbaka.

Kallas en Stackelberg feedback-lösning, denna hierarkiska manöver tillåter systemet att förbinda sig att bearbeta information baserat på en uppsättning förberäknade trösklar, vilket beror på tid och antal kvarvarande sändningsmöjligheter. Störsändaren lämnas ur hänsyn som sensorn, kodare, och dekodern bestämmer tillsammans vad, hur, och när den ska bearbetas.

Även om det är effektivt, lösningen är för närvarande begränsad till en kanal. Det hoppas forskarna kunna ändra på.

"Vårt mål är att utvidga modellen som introduceras i tidningen till mer komplexa system, möjliggör mer generella källprocesser, flera sensorer, flera kanaler, och sensorer som är utrustade med en energiskördare som har potential att fylla på sensorns använda energi baserat på slumpmässig tillgänglighet av sådana resurser – som sol- eller vindkraft, sa Basar.