Santinel : Détection d'Anomalies dans les Systèmes Physiques par Ruptures de Corrélations et Barres Quantiques

[Français]

Nous présentons Santinel, un framework de détection d'anomalies pour systèmes physiques fondé sur deux principes universels : (1) des barres quantiques, représentations temporelles dont la fermeture est déclenchée par franchissement d'un seuil d'énergie ou d'information physique plutôt que par le temps ; (2) un tissage de corrélations (weave), mécanisme multi-couche exploitant les corrélations entre signaux physiques hétérogènes comme invariants stables sous fonctionnement normal et instables sous anomalie. Ces deux principes sont indépendants du domaine applicatif.

Dectra est l'instanciation de Santinel pour la sécurité des systèmes hardware.

Le framework est évalué sur quatre domaines : sécurité industrielle (SWaT, AUROC 0,983), détection de malware par signature hardware (Demme HPC, LOO AUROC 0,89), maintenance prédictive éolienne (Kelmarsh/Penmanshield, IC 0,97 sur rul_days, MAE 25 jours sur 3-5 ans) et turboreacteurs (N-CMAPSS, IC 0,99 en CPCV LOO).

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[English]

We present Santinel, a general anomaly detection framework for physical systems built on two universal principles: (1) quantum bars, temporal representations whose closure is triggered by crossing a threshold of physical energy or information rather than by elapsed time; (2) a correlation weave, a multi-layer mechanism exploiting cointegrations between heterogeneous physical signals as invariants stable under normal operation and unstable under anomaly. These principles are independent of the application domain.

Dectra is Santinel's instantiation for hardware security.

The framework is evaluated on four domains: industrial security (SWaT, AUROC 0.983), malware detection by hardware signature (Demme HPC, LOO AUROC 0.89), wind turbine predictive maintenance (Kelmarsh/Penmanshield, IC 0.97 on rul_days, MAE 25 days over 3-5 years), and turbofan (N-CMAPSS, IC 0.99 in CPCV LOO).