基于HTCPN和动态博弈的SCADA系统可生存性建模与分析方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61472448
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0206.信息安全
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

with the deep fusion of industry and information technology,more and more traditional isolated industrial control system is interconnected with Ethernet or directly connected to internet, which greatly improve the efficiency of industrial producing process, yet inevitably introduced some network security threats like virus and Trojan. The SCADA system used for data acquisition and supervisior controling is security vulnerable in design,if attacked, will behave abnormal and is most likely causing serious consequence like casualties, environmental pollution even endanger the society and countries. Regarding the requirement of survivability analysis for SCADA, we plan to take use of the hieratical modeling ability of HTCPN and the accurate controlling ability of appendix compenent to construct the behavior of SCADA and the attack-defense senories. in addition ASK-CTL logic is employed to checking the satisfication of staic metrics of survivability, where beyasian network and queuing model are used to measure the dynamic metrics of survivablity, and dynamic game model is introduced for optimized decision making in survivability enhancement. based on the work mentioned, the scada system in waste water treating mechanism is taken as a example to validate the validity of the method proposed.
随着工业化和信息化的深度融合,传统封闭运行的工业控制系统开始与信息系统互联,利用SCADA系统进行数据的采集与监视控制逐渐普及,这一方面加快了数据共享和工业生产的效率,但另一方面也不可避免地引入了病毒、木马等传统信息安全威胁。SCADA系统一旦受到攻击,容易导致生产过程中断,危害社会稳定。本项目针对SCADA系统生存性分析的需求,借助HTCPN的层次化扩展和外挂组件的精确决策控制能力,实现了对于SCADA系统行为和攻防场景的仿真;同时使用ASK-CTL逻辑对静态生存性指标进行描述,使用模型检测技术发现静态属性的满足性,对于动态属性则提出了一种基于排队模型和贝叶斯网络的度量方法;在生存性增强方面,使用动态博弈模型来描述面向效益最大化的决策过程,优化生存性增强策略的执行。在形式化建模与生存性度量的基础上,本项目以化学废水处理SCADA系统为例,验证所提方法的有效性。

结项摘要

项目聚焦SCADA系统可生存性分析工作,基于HTCPN和随机博弈模型,研究了SCADA系统生存性分析方法,涵盖典型SCADA系统(DNP3、接纳控制)的HTCPN形式化建模、典型攻击建模与防御的HTCPN形式化分析、Q学习的决策和防御选择、随机博弈的生存性评估,发表论文18篇,申请国家发明专利2项,完成CPN原型系统1个,形成国家标准2项,形成工控SCADA系统信息安全检查指南1份,应用于某石油行业下属板块多个企业的SCADA系统可生存性分析工作,培养博士研究生1名,硕士研究生1名。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(2)
基于形式化方法的安全协议安全性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    通信技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓辉;张宝峰
  • 通讯作者:
    张宝峰
工控系统网络协议Fuzzing测试技术研究综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    小型微型计算机系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    熊琦;彭勇;伊胜伟;戴忠华;王婷
  • 通讯作者:
    王婷
万物互联时代信息安全问题浅析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国信息安全
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王婷;高洋
  • 通讯作者:
    高洋
打点万物互联智能设备安全
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国信息安全
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王婷;戴忠华
  • 通讯作者:
    戴忠华
面向复杂网络的威胁度量及聚合方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    清华大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓辉;张宝峰;熊琦
  • 通讯作者:
    熊琦

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其他文献

邻苯二甲酸二丁酯-蜡蚧霉代谢产物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    山西大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高英;薛皎亮;熊琦;毛立新;谢映平
  • 通讯作者:
    谢映平
一种基于小波特征提取的低速率DoS检测方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    软件学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    熊琦;曹强;刘陶;何炎祥;韩奕
  • 通讯作者:
    韩奕
一种文件级连续数据保护系统的实现与生存性量化
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴世忠;WANG Li-na;熊琦;刘晖;刘林;王丽娜;WU Shi-zhong;XIONG Qi;LIU Hui;LIU Lin
  • 通讯作者:
    LIU Lin
一种针对LDoS攻击的分布式协同检测方法
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    小型微型计算机系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹强;韩奕;何炎祥;熊琦;刘陶
  • 通讯作者:
    刘陶
公路工程湿软黄土路基施工能耗和碳排放评估
  • DOI:
    10.7511/dllgxb202105011
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    大连理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛志佳;李良辰;晏长根;蒋超;王雅馨;熊琦;罗江
  • 通讯作者:
    罗江

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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