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👥 作者: Sai Sandeep Damera, Maria Charitidou, Asim Zoulkarni, John S. Baras

该论文提出了一种基于CKKS全同态加密(FHE)的端到端加密控制管道,用于解决多智能体云协调中的隐私与协作冲突。传统方法需要将智能体状态明文发送给中央服务器,存在隐私泄露风险。FHE理论上允许对密文直接计算,但算术约束苛刻,需重新设计控制环路的每个阶段。本文创新性地将感知、状态估计、状态传播和共识控制全部在CKKS加密域中实现,仅使用加法、乘法和循环旋转操作。为降低FHE计算开销,采用稳态卡尔曼增益替代在线矩阵求解,并通过对角方法应用图拉普拉斯算子,其代价正比于非零循环对角数,可统一处理环、环面和完全图拓扑。论文利用分离原理解耦控制器与观测器误差动力学,推导出周期性自举界,将CKKS自举视为脉冲扰动,从而得到稳态误差球,其大小由自举精度和闭环谱半径决定,为隐私-精度权衡提供了直接设计方程。在多智能体编队控制场景中验证了该管道,证明在加密条件下系统稳定跟踪误差有界,性能可行。

💡 推荐理由: 该研究首次将全同态加密系统性地应用于多智能体控制环路,解决了云协调中的隐私保护难题,为隐私敏感场景下的分布式控制提供了理论基础和可量化设计准则,对自动驾驶、无人机编队等实际应用具有重要参考价值。

🎯 建议动作: 研究跟进

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