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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2023.1
- 수록면
- 1 - 6 (6page)
- DOI
- 10.5302/J.ICROS.2023.22.0168
이용수
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Since security issues have emerged significantly with sophisticated attacks against cyber-physical systems, the notion of encrypted control using homomorphic encryption was proposed, which enables controllers to compute over encrypted data without decryption on the cyber layer. There have been several results providing methods to encrypt various controllers and systems, however, encrypting dynamic controllers has remained challenging due to the limited number of repeated homomorphic operations available on ciphertexts. This paper proposes a method to encrypt linear dynamic controllers using Ring-LWE (Learning With Errors) based cryptosystem, by transforming them into input-output representation, where the controller output is expressed as a linear combination of previous inputs and outputs. This approach avoids recursive homomorphic operations at the encrypted controller, with the additional help of re-encryption, so that the controller is able to operate for infinite-time horizon without growing encryption errors. Furthermore, we utilize properties of Ring-LWE based cryptosystem in order to reduce the number of homomorphic operations inside the controller compared to previous results, without involving any additional algorithms such as key switching, besides homomorphic addition and multiplication.
목차
Abstract
I. 서론
II. Ring-LWE 기반 암호 체계 소개
III. 문제 설정
IV. 본론
V. 결론
REFERENCES
참고문헌 (12)
참고문헌 신청
K. Kogiso and T. Fujita, “Cyber-security enhancement of networked control systems using homomorphic encryption," Proc. of the 54th IEEE Conference on Decision and Control, Osaka, Japan, pp. 5463-5468, Dec. 2015.
S. Lee, J. Lee, and H. Shim, “Introduction of homomorphic encryption for security of cyber-physical systems," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 27, no. 3, pp. 177-184, Mar. 2021.
C. Gentry, “Fully homomorphic encryption using ideal lattices," Proc. of the 41st Annual ACM Symposium on Theory of Computing, New York, USA, pp. 169-178, May 2009.
F. Farokhi, I. Shames, and N. Batterham, “Secure and private control using semi-homomorphic encryption," Control Engineering Practice, vol. 67, pp. 13-20, Oct. 2017.
J. Kim, H. Shim, and K. Han, “Dynamic controller that operates over homomorphically encrypted data for infinite time horizon," IEEE Tranactions on Automatic Control (Early Access), Jan. 2022.
S. Lee, J. Lee, and H. Shim, “Introduction of homomorphic encryption for security of cyber-physical systems," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 27, no. 3, pp. 177-184, Mar. 2021.
C. Gentry, “Fully homomorphic encryption using ideal lattices," Proc. of the 41st Annual ACM Symposium on Theory of Computing, New York, USA, pp. 169-178, May 2009.
F. Farokhi, I. Shames, and N. Batterham, “Secure and private control using semi-homomorphic encryption," Control Engineering Practice, vol. 67, pp. 13-20, Oct. 2017.
J. Kim, H. Shim, and K. Han, “Dynamic controller that operates over homomorphically encrypted data for infinite time horizon," IEEE Tranactions on Automatic Control (Early Access), Jan. 2022.
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