産業用制御システムのハイブリッドモデル化による正常・異常動作の特性解析

工业控制系统混合建模正常与异常运行特征分析

• 批准号: 22KJ1364
• 负责人: 藤田 真太郎
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1364/
• 关键词: 産業用制御システム; セキュリティ

ネットワーク化されたICS(産業用制御システム)は，監視・操作端末の情報機器と制御器・フィールド機器の制御機器が複合して構成される．複数の機器にセキュリティ対策を施す高度な攻撃検知が試まれているが，その対象機器は情報または制御の同系統内のみに限定されている．そこで本研究は，情報と制御を横断したICSのモデル化と特性解析を目的としている．目的の達成のためには，各系統におけるモデル化手法の確立と各モデルの統合が可能となるような攻撃検知システムの構築が必要である．本年度は制御システムの動作順序のモデル化手法とテストベッド構築の準備に取り組んだ．制御システムは，ラダー図に代表される特殊なプログラミング言語で表現されている．また，そのプログラムの動作は，制御盤からの入力指令やセンサ出力値などの物理領域の外部入力を受け付けている．これらの外部入力はフィールド機器の特性や配置などによって動作順序に制約が課せられているが，これらの制約は物理的な制約であるため，言語化されずに暗黙的にプログラムに組込まれている．攻撃検知のための動作順序のモデル化ではこの暗黙的な制約を明示的に記述する必要がある．そこで本研究では，実機動作のログを用いたデータ駆動によるモデル化手法の提案を行なった．この成果は，現在英語論文誌に投稿中であり条件付き採録の状態である．ICSに対する攻撃検知技術においては，理論構築のみならず実機での検証が不可欠である．そのため検証のためのテストベッドが必要となる．物流や原材料不足などの社会的事情によりテストベッドの構成機器が購入できなかったため，シミュレーションと制御機単体による動作確認と検証環境の構築準備のみを行なった．

网络化ICS（工业控制系统）由监控、操作终端等信息设备和控制器、现场设备等控制设备组合而成。人们正在尝试将安全措施应用于多个设备的高级攻击检测，但目标设备仅限于同一信息或控制系统内的设备。因此，本研究的目的是对跨越信息和控制的ICS的特征进行建模和分析。为了实现这一目标，需要为每个系统建立建模方法，并构建可以集成各个模型的攻击检测系统。今年，我们研究了控制系统运行顺序的建模方法以及搭建试验台的准备工作。控制系统使用特殊的编程语言来表达，并用梯形图表示。此外，程序的操作接受物理域中的外部输入，例如来自控制面板的输入命令和传感器输出值。这些外部输入根据现场设备的特性和布置而受到其操作顺序的约束，但由于这些约束是物理约束，因此它们被隐式地合并到程序中而不用语言表达。在对攻击检测的动作顺序进行建模时，有必要显式地描述这种隐式约束。因此，在本研究中，我们提出了一种使用实际机器操作日志的数据驱动建模方法。目前该结果正在提交给一家英文期刊，并已被有条件接受。在ICS的攻击检测技术中，不仅需要构建理论，还需要通过实际设备进行验证。因此，需要一个测试平台来进行验证。由于物流、原材料短缺等社会情况，无法购买测试台组件设备，所以我们只进行了模拟，单独验证了控制器的运行情况，并准备搭建验证环境。