Cloud-based Digital Twin (DT) platforms enable real-time monitoring, simulation, and collaborative decision-making across distributed clients. However, ensuring secure and trustworthy communication remains a critical challenge due to heterogeneous client behavior, resource contention, and evolving adversarial threats. This paper proposes the Multi-Factor Trust-Driven Secure Communication (MT-SeCom) framework to enforce resilient and intelligent collaboration in DT-enabled cloud environments. MT-SeCom operates through four coordinated phases: (i) Multi-Factor Trust Monitoring, capturing temporal, contextual, and federated trust signals; (ii) Adaptive Trust Evaluation, adjusting trust weights based on network dynamics and threat intensity; (iii) Transformer-Based Trusted Client Classification, combining anomaly detection with supervised learning to accurately identify malicious or unreliable nodes; and (iv) Resilient Communication Management, optimizing routing, isolating compromised clients, and ensuring service continuity. A real-world testbed and comprehensive experiments demonstrate that MT-SeCom significantly enhances secure communication, mitigates cascading adversarial effects, and maintains high resilience under fluctuating attack conditions. MT-SeCom achieves an average 18.7% improvement in threat detection accuracy and a 24.3% reduction in anomaly occurrences compared to existing methods, confirming its robustness, scalability, and practical suitability for heterogeneous cloud-based DT ecosystems.


翻译:基于云的数字孪生平台能够实现对分布式客户端的实时监控、仿真与协同决策。然而,由于异质性客户端行为、资源竞争及不断演变的对抗性威胁,确保安全可信的通信仍然是关键挑战。本文提出多因素信任驱动安全通信(MT-SeCom)框架,以在数字孪生赋能的云环境中实现弹性与智能协作。MT-SeCom通过四个协同阶段运行:(i)多因素信任监控:捕获时间、上下文及联邦信任信号;(ii)自适应信任评估:根据网络动态与威胁强度调整信任权重;(iii)基于Transformer的可信客户端分类:结合异常检测与监督学习,准确识别恶意或不可靠节点;(iv)弹性通信管理:优化路由、隔离受损客户端并保障服务连续性。基于真实测试平台与综合实验表明,MT-SeCom显著增强安全通信能力,缓解级联对抗性效应,并在波动攻击条件下保持高弹性。与现有方法相比,MT-SeCom在威胁检测准确率上平均提升18.7%,异常事件发生率降低24.3%,验证了其在异质性云数字孪生生态系统中的鲁棒性、可扩展性与实际适用性。

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