毕业论文（设计）工控系统安全态势感知建模与算法实现

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1、工控系统安全态势感知建模与算法实现摘要：随着通信网络技术和ICS的发展，ICS的通信网络与外部网络的连接不断增加，其所具有的特点，如连接性、开放性、复杂性等，使得安全问题也变得日益严峻；此外，近年来安全事故的发生不断呈现上升趋势，且ICS网络一旦遭受攻击与破坏，其带来的后果可能是如爆炸、供电系统瘫痪等严重后果。因此本文提出了工控系统安全态势感知技术，它将工控系统作为一个整体，关注整个控制过程，为工控系统当前的状态以及可能受到的攻击做出态势评估，给管理员提供了可靠、有效的决策依据，最大限度得降低了工控系统中可能存在的风险与损失：1)本文主要针对工控系统中常见的完整性

2、攻击，给出攻击模型,将其作为本文主要研究对象；通过研究传统的“拜占庭将军问题理论”的思想，并将其运用于工控系统的安全态势感知分析中;在研究了工控系统控制过程特点的基础上，提出了一个工控系统安全态势感知模型，并研究了工控系统安全态势感知算法。2)提出了工控系统物理层节点状态变化间一致性的概念；简要得对节点信息的采集进行了介绍，对获取的节点数据进行数据挖掘，获得其内在信息，确定系统状态；并在分析物理层节点状态变化的基础上，依据节点状态变化之间的内在一致性，对节点态势进行判断，确定节点序列，及恶意节点。3)以“提馏段温度单回路控制系统”为研究对象，进行了Matlab仿真

3、实验，验证节点状态变化的一致性；并通过模拟完整性攻击，将实验结果与攻击者的攻击目的进行对比，验证了本文提出的工控系统安全态势感知模型及算法的正确性和有效性。关键词：工业控制系统安全态势感知拜占庭将军问题节点序列节点状态一致性恶意节点指导老师签名：IndustrialcontrolsystemsecuritysituationawarenessmodelingandalgorithmimplementationStudentname:LuGenghongClass:110813Supervisor:LuChaoAbstract:Withthedevelopmento

4、fcommunicationnetworktechnologyandICS,theconnectionsbetweencommunicationnetworkofICSandexternalnetworkhasbeenincreased.Additionally,thecharacteristicsofICSnetwork,whichincludestheconnectivity,opennessandcomplexity,hasworsenedthesafetyproblemswearesufferingfrom;what’sworse,oncetheICSha

5、sbeenattacked,thesubstantialresultscouldbeunimaginable,suchasexplosionsandtheconditionofpower-supplysystemswouldinastateofparalysis.Accordingly,thispaperhasproposedtheideaofindustrialcontrolsystemsecuritysituationawareness,whichtakesthewholeICSintotheconsiderationandfocusesontheproces

6、sofindustrialcontrol,especiallythedatacollectionsofsensors,actuatorsandmeters.ThistechnologycanassessandevaluatethecurrentstatevalueofICS,allowingadministratorsmakecorrectdecisionsbasedonthereliableandefficientinformation,aswellasreducingthepotentialriskthatexistsintheICS.1)Thispaperp

7、roposesanintegrityattackmodel，whichisbasedontheresearchofthemostcommonattackthatindustrialcontrolsystemcomesacross.Additionally,anindustrialcontrolsystemsecuritysituationawarenessmodelhasalsobeenproposed,combingtheideaof“ByzantineGeneralsProblem”withtheanalysisofICSsecuritysituationaw

8、arene