Critical infrastructures increasingly rely on interconnected and software-driven Cyber-Physical Systems (CPS), exposing operational processes to both accidental failures and sophisticated adversarial behavior. While Byzantine Fault Tolerant (BFT) protocols offer robustness against arbitrary faults, evaluating their behavior under realistic cyber-physical conditions remains challenging: traditional cyber ranges lack timing fidelity, and testing in production environments is unsafe. This paper introduces ByzTwin-Range, a dual-layer architecture that integrates a production-grade BFT deployment with a Digital Twin (DT) to enable controlled experimentation, stress testing, and Byzantine fault injection using live operational data. The DT mirrors real system state, executes "What-if" analyses through co-simulation and emulation, and identifies synchrony vulnerabilities, i.e., misconfigured timeouts, timing-sensitive false suspicions, and adversarial delay exploits, configuration weaknesses, and adversarial behaviors that may undermine BFT guarantees. Insights from the twin are fed back into the operational deployment through a secure advisory channel, supporting continuous validation and adaptive hardening. The proposed design leverages industry-standard technologies (Open Platform Communications Unified Architecture, Time-Sensitive Networking, Functional Mock-up Unit/High-Level Architecture, QUIC/mutual TLS) to maximize feasibility and compatibility with existing industrial workflows. ByzTwin-Range establishes a practical foundation for next-generation, BFT-aware cyber ranges and paves the way for more resilient CPSs through continuous testing, differential-privacy-enabled analytics, and future proof-of-concept implementations.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

信息物理融合系统 (CPS)研究综述
专知会员服务
47+阅读 · 2022年3月14日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
【数字孪生】工业互联网和数字孪生
产业智能官
19+阅读 · 2019年9月5日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
【数字孪生】超棒PPT解读Digital Twin十大领域应用!
产业智能官
103+阅读 · 2019年3月26日
【数字孪生】【CPS】赛博物理系统CPS和数字孪生介绍
产业智能官
19+阅读 · 2019年1月27日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
一文读懂生成对抗网络GANs(附学习资源)
数据派THU
10+阅读 · 2018年2月9日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 3月21日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
13+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
信息物理融合系统 (CPS)研究综述
专知会员服务
47+阅读 · 2022年3月14日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
【数字孪生】工业互联网和数字孪生
产业智能官
19+阅读 · 2019年9月5日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
【数字孪生】超棒PPT解读Digital Twin十大领域应用!
产业智能官
103+阅读 · 2019年3月26日
【数字孪生】【CPS】赛博物理系统CPS和数字孪生介绍
产业智能官
19+阅读 · 2019年1月27日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
一文读懂生成对抗网络GANs(附学习资源)
数据派THU
10+阅读 · 2018年2月9日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员