工控网络安全态势感知算法实现

为了探知工控系统的网络安全态势,准确判断系统运行状况,提出了安全态势感知方法.针对已有的完整性攻击研究,建立基于拜占庭将军问题的工控网络安全态势感知模型以及相应的安全态势感知算法.本文提出的算法主要通过三个部分实现:首先对控制回路内的各节点信息进行采集与处理,得到系统中各节点状态;然后,利用所得节点状态,执行算法流程,确定系统内存在的恶意节点;最终获取准确的工控网络安全态势.实验结果表明:该态势感知模型与算法能准确提炼系统中的恶意节点并判断当前系统安全态势.     

基于ARIMA模型的网络安全威胁态势预测方法

针对网络安全威胁态势变化趋势预测的困难性,利用网络安全威胁态势值具有时间序列的特点,提出了一种基于ARIMA的模型的网络安全威胁态势预测方法。该方法首先分析服务、漏洞、弱点等与网络安全相关的信息,合理地计算出网络安全威胁态势值,进而使用ARIMA模型的预测方法对所得序列的变化趋势进行预测。实验结果表明,该方法不仅能够反映真实的网络安全威胁态势的变化趋势,而且其预测的精度也较高。     

基于改进C-SVC的工控网络安全态势感知

工控网络攻击类型多样、强度不一,在这种情况下,传统检测技术无法对多种类型的攻击进行有效识别,也无法给出全面准确的工控网络安全态势.为此,提出工控网络安全态势感知模型:首先采取改进的C-SVC算法对多源数据进行规则提取;然后利用决策融合算法进行决策层融合,获取最终态势感知结果.实验结果表明:所提出的模型和算法能够有效地识别多类型攻击,准确判断出系统遭受到的攻击,并形成态势感知结果.     

大规模网络安全态势感知及预测

从对网络安全态势感知及预测技术的需求展开,介绍了网络安全态势感知的基本概念、系统模型,从数据融合、态势感知指标体系、数据挖掘、态势可视化技术等方面,介绍了网络安全态势感知及预测的主要技术及发展状况。最后,分析指出了网络安全态势感知领域存在的困难问题和未来发展方向。     

基于KG-DBN-SVM的工控网络安全态势感知算法

工业控制网络是重要的基础设施,保障其安全稳定运行非常重要。对工控网络进行安全态势感知研究,可以帮助安全人员从更加全面的层面发现潜在威胁,保障工控网络安全。工控网络数据来源很多、结构各异,存在多源异构的特点,从这一点出发对数据进行分析,可以更好地感知工控网络安全态势。本文使用知识图谱对多源异构数据进行结构化,然后利用深度置信网络对不同工控实体数据进行特征提取与降维,最后利用支持向量机进行分类判断确定,并进行数据调优,得到最佳的工控网络安全态势感知模型。在公共的工控安全数据集上进行对比实验,实验结果表明,本文算法在准确率、召回率与F1指标上分别达到了0.938、0.891和0.914的结果,优于对比较的一系列工控网络安全算法。     

工业控制系统网络安全态势感知平台设计

为提高工业控制系统网络安全水平和对网络威胁实时响应能力,设计一种工业控制系统网络安全态势感知平台。该平台具有网络安全监测、事件检测与响应、威胁情报分析和可视化展示等关键功能,能够全面感知工业控制系统网络中的安全态势,并提供及时准确的威胁信息和决策支持。通过详细介绍平台设计的关键要素和技术实现方法,证明该平台的有效性和可行性。     

宏观网络态势感知系统中的预测算法设计*

针对被动防御的问题,提出了一种基于支持向量回归算法的网络安全态势预测方法。在最近固定时间段的数据集数据进行归一化处理的基础上,构造样本数据并进行训练,确定预测模型的各项参数。实验证明该方法能有效地对网络未来的安全态势进行预测,结果优于其他算法,达到了实时在线条件下准确预测网络安全态势结果的目的。     

新能源企业工控系统态势感知系统研究

随着“双碳”目标^[1]的提出,新能源在能源行业中占比愈发升高,与此同时,随着针对工控系统的网络攻击愈演愈烈,信息基础设施更为薄弱的新能源企业迫切需要一套系统化的网络安全防护措施。本文结合新能源企业工控系统特点,总结了当前企业工控系统安全态势感知面临的挑战,分析了现阶段态势感知系统的主要功能,提出了一套涵盖厂站侧、中心侧、集团分中心三个层级,融合工控设备指纹识别技术、工控协议深度解析技术、工控流量统一分析处理算法三项关键技术的态势感知系统。     

基于粒子滤波的工业控制网络态势感知建模

粒子滤波(Particle filtering,PF)算法能有效地对工控系统这一类非线性、非高斯噪声系统进行状态估计,但在实际采用经典粒子滤波状态估计检测攻击时,实验结果显示该方法存在很高的漏检率,无法保障系统安全.因此改进经典算法,提出了基于粒子滤波输入估计的态势理解算法.该算法在考虑系统输入与输出关系的同时,结合蒙特卡洛思想,提取工控系统态势特征,计算态势指标,最终实现态势理解.实验结果表明,该算法能有效地感知持续性攻击,并判断系统态势.     

基于Kalman算法的网络安全态势预测

网络安全态势预测是网络安全领域的研究热点之一,在分析当前网络安全态势预测方法的基础上,论文利用Kalman滤波理论建立了网络安全态势预测模型,利用当前和过去时段的攻击强度和网络安全态势值对下一时段的网络安全态势进行预测.实验结果表明该算法的预测精度优于传统的GM（1,1）算法和普通卡尔曼算法（即未结合影响因素）,算法适应性和实时性优于RBF算法.     

基于遗传算法优化的OCSVM双轮廓模型异常检测算法

针对Modbus工业总线协议的特殊性及工控数据样本的不均衡性,利用单类支持向量机（OCSVM）分别构建正常OCSVM模型和异常OCSVM模型,即双轮廓模态来模拟系统通信的正常模式和异常模式,从而实现工控系统异常检测。同时将遗传算法优化自变量降维应用于工控网络入侵检测场景,实现对输入自变量的降维压缩处理,防止OCSVM模型出现过拟合现象及分类准确率低的问题,提高异常检测的精度,缩减建模时间。通过仿真验证了该算法对工控网络异常检测的有效性。     

基于嵌入式PC的工业机器人开放式控制系统交互控制的实现

为了满足多自由度关节型工业机器人多机交互控制的需求,以嵌入式工业PC为硬件平台,RT-Linux操作系统为软件平台,采用模块化的软件设计方法,设计了工业机器人开放式控制系统。该系统采用共享内存的方式实现内外部信号的交互,通过执行PLC程序中定义的不同的M指令来实现与外部系统的交互控制功能。在浇铸机器人交互控制中的实际应用表明:该控制系统开放性好,实时性强,运行稳定可靠。     

基于数据挖掘的工业控制系统防危机制研究

随着信息技术和工业自动化水平的提升,工业控制系统越来越复杂,错误也越来越难检测和避免,且常常引发工业事故,危及工业生产、国家经济安全和人民生命财产安全。针对工控系统存在的安全问题,采用复杂网络分析、数据预测、专家分析、自适应升降级等技术,提出一种包含全局防危、主动防危、实时防危、自主防危和防危认证的工业控制系统防危机制,实现对工业控制系统的安全防护。     

基于预测的时滞系统拥塞控制算法

为了克服TCP/AQM控制系统中时滞环节带来的不利影响,将Smith预估器与Dahlin算法相结合,提出了一种新的AQM机制——PPI算法,该算法能消除时滞环节对系统性能的影响,并减少整定参数的数量,通过仿真结果显示出PPI控制器能有效避免网络拥塞,提高系统的稳定性,并在系统变化时具有较好的鲁棒性。     

基于工控机的多线切割机床电气控制系统设计

提出了基于工控机的多线切割机床电气控制系统设计方案,设计了基于PCI总线的I/O卡电路,包括伺服电机脉冲信号电路、张力信号处理电路、PCI总线接口电路等,设计了相应的交互操作界面和PID控制器算法,最后在SJQ-380型多线切割机上进行了实验,结果表明所设计的工控机控制系统在走线速度为600 m/min、线张力为30 N条件下,其恒张力控制性能要优于传统的PLC控制系统。     

基于超声测距的工业机器人避障控制系统设计

工业机器人对于自身与障碍物之间的距离测量不准确,无法根据二者距离判断行驶路径,导致避障效果较差。为此基于超声测距技术设计了一种新的工业机器人避障控制系统,从硬件和软件两方面对避障效果进行优化设计。将具有脉冲信号的超声换能器安装在单片机的操作模块中,增加MOS功率器件作为超声换能器的驱动元件,应用EA1、EA2和EA3三种型号的误差放大器,将回波信号稳定放大到电路中,利用运算放大器和RC网络电路实现滤波放大,利用信号检测电路实现检测。利用超声波传感器精准测量出自己与障碍物之间的距离,通过建立模糊数据库、定位漫反射信息、提取不同方向的测距信息实现工业机器人避障控制。实验结果表明,设计的基于超声测距的工业机器人避障控制系统能够准确测量出与障碍物之间的距离,避障控制准确率平均值达97.4%,能够实现工业机器人避障防碰撞操作。     

工业机器人遥操作系统的空间映射与控制策略

针对工业机器人遥操作系统中存在的主从机器人工作空间差异以及运动控制精度与安全问题,提出了一种工作空间映射算法与位置—速度混合控制策略。首先,将遥操作划分为自由运动和交互两个阶段,在自由运动阶段采用映射算法使主从机器人的工作空间高度覆盖,使主机器人可操控的从机器人运动范围最大化。进一步,在交互阶段设计了一种位置—速度混合控制策略对工业机器人的运动进行准确的控制,使主从机器人的实际位置轨迹准确的跟随,并进一步引入反馈引导力以实现安全的控制。最后在Touch-ABB IRB120主从机器人遥操作实验平台上对所提控制方法进行验证,实验结果表明该方法使得主从机器人运动范围在高度覆盖的同时可以保证遥操作控制的精度。     

基于置信规则库的工业控制系统安全状态评估

当前工业控制系统存在严重安全问题,针对现有工业控制系统安全状态评估模型存在的不足,提出一种基于置信规则库(BRB)专家系统的工业控制系统安全状态评估方法.该方法首先利用置信规则库专家系统将工业控制系统中定性知识与定量监测数据相结合.然后采用证据推理(ER)算法进行知识推理,并对所建立的BRB模型初始参数进行优化.最后以...     

基于ARIMA和神经网络的单脉冲雷达设备故障预测研究

单脉冲雷达设备目前采用的计划式维护模式过于依靠人力资源,也不能完全避免设备故障造成的巨大损失,已经越来越难以满足航天测控领域的实际应用需求;基于单脉冲雷达设备使用维护现状,文章研究了故障预测技术在单脉冲雷达设备维护的应用可行性,总结出了单脉冲雷达设备故障预测的基本流程与方法,并结合工程实际分别使用ARIMA时间序列分析和神经网络验证了单个参数劣化过程的预测与系统级劣化过程的预测,预测结果满足设备使用维护需求.