Integer Vector Addition Systems with States

This paper studies reachability, coverability and inclusion problems for Integer Vector Addition Systems with States (ZVASS) and extensions and restrictions thereof. A ZVASS comprises a finite-state controller with a finite number of counters ranging over the integers. Although it is folklore that reachability in ZVASS is NP-complete, it turns out that despite their naturalness, from a complexity point of view this class has received little attention in the literature. We fill this gap by providing an in-depth analysis of the computational complexity of the aforementioned decision problems. Most interestingly, it turns out that while the addition of reset operations to ordinary VASS leads to undecidability and Ackermann-hardness of reachability and coverability, respectively, they can be added to ZVASS while retaining NP-completness of both coverability and reachability.Comment: 17 pages, 2 figure

Efficient Computations of a Security Index for False Data Attacks in Power Networks

The resilience of Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems for electric power networks for certain cyber-attacks is considered. We analyze the vulnerability of the measurement system to false data attack on communicated measurements. The vulnerability analysis problem is shown to be NP-hard, meaning that unless $P = NP$ there is no polynomial time algorithm to analyze the vulnerability of the system. Nevertheless, we identify situations, such as the full measurement case, where it can be solved efficiently. In such cases, we show indeed that the problem can be cast as a generalization of the minimum cut problem involving costly nodes. We further show that it can be reformulated as a standard minimum cut problem (without costly nodes) on a modified graph of proportional size. An important consequence of this result is that our approach provides the first exact efficient algorithm for the vulnerability analysis problem under the full measurement assumption. Furthermore, our approach also provides an efficient heuristic algorithm for the general NP-hard problem. Our results are illustrated by numerical studies on benchmark systems including the IEEE 118-bus system

4. generációs mobil rendszerek kutatása = Research on 4-th Generation Mobile Systems

A 3G mobil rendszerek szabványosítása a végéhez közeledik, legalábbis a meghatározó képességek tekintetében. Ezért létfontosságú azon technikák, eljárások vizsgálata, melyek a következő, 4G rendszerekben meghatározó szerepet töltenek majd be. Több ilyen kutatási irányvonal is létezik, ezek közül projektünkben a fontosabbakra koncentráltunk. A következőben felsoroljuk a kutatott területeket, és röviden összegezzük az elért eredményeket. Szórt spektrumú rendszerek Kifejlesztettünk egy új, rádiós interfészen alkalmazható hívásengedélyezési eljárást. Szimulációs vizsgálatokkal támasztottuk alá a megoldás hatékonyságát. A projektben kutatóként résztvevő Jeney Gábor sikeresen megvédte Ph.D. disszertációját neurális hálózatokra épülő többfelhasználós detekciós technikák témában. Az elért eredmények Imre Sándor MTA doktori disszertációjába is beépültek. IP alkalmazása mobil rendszerekben Továbbfejlesztettük, teszteltük és általánosítottuk a projekt keretében megalkotott új, gyűrű alapú topológiára épülő, a jelenleginél nagyobb megbízhatóságú IP alapú hozzáférési koncepciót. A témakörben Szalay Máté Ph.D. disszertációja már a nyilvános védésig jutott. Kvantum-informatikai módszerek alkalmazása 3G/4G detekcióra Új, kvantum-informatikai elvekre épülő többfelhasználós detekciós eljárást dolgoztunk ki. Ehhez új kvantum alapú algoritmusokat is kifejlesztettünk. Az eredményeket nemzetközi folyóiratok mellett egy saját könyvben is publikáltuk. | The project consists of three main research directions. Spread spectrum systems: we developed a new call admission control method for 3G air interfaces. Project member Gabor Jeney obtained the Ph.D. degree and project leader Sandor Imre submitted his DSc theses from this area. Application of IP in mobile systems: A ring-based reliable IP mobility mobile access concept and corresponding protocols have been developed. Project member Máté Szalay submitted his Ph.D. theses from this field. Quantum computing based solutions in 3G/4G detection: Quantum computing based multiuser detection algorithm was developed. Based on the results on this field a book was published at Wiley entitled: 'Quantum Computing and Communications - an engineering approach'