CPS系统控制层攻击检测算法研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:franky_816
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CPS (Cyber Physical System),即信息物理系统,是当今新兴的一个融合了计算机科学、通信科学以及控制科学的多学科交叉研究领域,并被誉为是下一代网络技术的发展方向,具有极其广泛的应用前景。一般来说,CPS系统的安全目标主要分为三类,分别是安全性、有效性和完整性,除了物理设备的故障和遭受到的攻击之外,由于其将物理过程与网络紧密结合,因此对CPS系统的网络攻击也会对其所控制的物理设备产生影响,如由于系统的漏洞,导致感知数据被篡改,或是控制命令被伪造等,无论是哪一种攻击都会使得物理状态发生改变。本文即以此为背景,对一些基本的检测算法进行了深入的研究。首先针对通过回归分析后系统观测值的拟合残差满足正态分布这一特性,提出了一种改进的序贯检测方法,从而提高了原序贯检测法的检测速度。对于传统小波检测算法需要预先设定检测阂值的问题,本文在原算法的基础上集成了隐马尔可夫判决模块,采用该种方法可以有效避免预先设定检测阈值造成的漏检误检等检测误差。并且,由于在小波检测之前对系统观测值进行了动态估计拟合处理,这样便可以避免传统小波检测中误将系统前期的正常调节震荡检测为攻击的缺陷。最后,本文将算法在田纳西伊斯曼过程仿真平台上进行了实验研究,并比较分析了检测性能,实验结果表明算法具有一定的有效性和准确性。
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