Il motto "uniti resistiamo, divisi, cadiamo" ha trovato nuova applicazione in una disciplina improbabile:la sicurezza informatica.

Le macchine, da quelle semplici come un personal computer a quelle complesse come un'auto a guida autonoma, devono trasmettere informazioni per elaborarle. Un'auto a guida autonoma, ad esempio, è progettato per raccogliere lo stesso tipo di informazioni che potrebbe raccogliere un guidatore umano, e rispondere a tono. Dai semafori al comportamento delle altre auto, l'auto a guida autonoma deve rilevare ed elaborare le informazioni in modo rapido e sicuro per decidere una linea d'azione:frenata, girando, e potenzialmente salvare vite.

Ma cosa succede se c'è un altro, segnale contraddittorio nel mix, compromettere la comunicazione? Un team di ricerca con sede presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign ha sviluppato un metodo per evitare potenzialmente le interruzioni causate da questi segnali, chiamati jammer.

La ricerca è stata pubblicata nel numero di gennaio di IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica (JAS) , una pubblicazione congiunta dell'IEEE e dell'Associazione cinese di automazione.

"La capacità di trasmettere dati da una sorgente a una destinazione in modo affidabile in presenza di un intervento contraddittorio, come l'inceppamento, è di fondamentale importanza e preoccupazione, ", ha detto l'autore principale Tamer Basar.

Basar è Swanlund Endowed Chair del dipartimento di ingegneria elettrica e informatica e direttore del Center for Advanced Study presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign.

"Il prototipo presentato nel paper cattura scenari che si presentano in molte aree applicative, come i sistemi di telerilevamento, sistemi di controllo in rete, e sistemi cyber-fisici, " disse Basar.

Per esempio, un sensore raccoglie informazioni per un periodo di tempo e trasmette i dati a un centro decisionale che deve lavorare per elaborare accuratamente i dati originali. I dati possono essere danneggiati poiché devono essere codificati prima del centro decisionale e decodificati in seguito. I vincoli di tempo e le risorse energetiche limitate complicano ulteriormente le cose. Per complicare ulteriormente le questioni, un jammer può fermare tutto inceppando letteralmente il sistema con una gola di rumore.

"Il sensore, il codificatore, e il decoder agisce all'unisono, verso un obiettivo comune, considerando che un jammer opera in modo da contrastare le azioni dei primi tre, " disse Basar.

I ricercatori hanno raggruppato i tre pezzi insieme, composto da un attore del sistema, lavorando per contrastare le azioni del jammer. Facendo lavorare tutti e tre i pezzi come uno, annunciano contemporaneamente le loro politiche in materia di informazioni.

È la differenza tra comunicare tramite un piccione viaggiatore o un telefono. Una persona deve legare un messaggio alla gamba del piccione, il piccione deve viaggiare, e il destinatario deve recuperare il messaggio dal piccione. Quindi il destinatario deve rispondere e ripetere il processo al contrario. Il messaggio potrebbe essere perso o danneggiato in diversi punti. Se le stesse persone hanno risposto al telefono, è molto più probabile che possano decidere insieme una linea d'azione con un'interferenza minima.

Quando il sensore, codificatore, e decoder lavorano insieme, si impegnano insieme alle loro prossime azioni. Non bloccano del tutto il jammer, ma il jammer non ha l'opportunità di interrompere il lavoro e causare un errore sostanziale mentre gli attori comunicano avanti e indietro.

Chiamata una soluzione di feedback Stackelberg, questa manovra gerarchica consente al sistema di impegnarsi a elaborare le informazioni sulla base di un insieme di soglie precalcolabili, che dipende dal tempo e dal numero di opportunità di trasmissione rimaste. Il jammer è escluso in quanto sensore, codificatore, e decoder decidono insieme cosa, come, e quando elaborare.

Pur essendo efficace, la soluzione è attualmente limitata a un canale. I ricercatori sperano di cambiarlo.

"Il nostro obiettivo è estendere il modello introdotto nel documento a sistemi più complessi, consentendo processi di origine più generali, più sensori, più canali, e sensori dotati di un raccoglitore di energia che ha il potenziale per ricostituire l'energia utilizzata del sensore in base alla disponibilità casuale di tali risorse, come l'energia solare o eolica, " disse Basar.