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《信息与电子工程前沿(英文)》 >> 2022年 第23卷 第4期 doi: 10.1631/FITEE.2000546

水处理系统网络攻击的检测和定位:基于熵的方法

1数学工程与先进计算国家重点实验室,中国郑州市,450001;2浙江大学控制科学与工程学院,中国杭州市,310027

收稿日期: 2020-10-13 录用日期: 2022-04-20 发布日期: 2022-04-20

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摘要

随着工业4.0的发展,水处理系统作为一种典型工业信息物理系统逐渐接入互联网。先进的信息技术使水处理系统在可靠性、效率和经济性方面受益。然而,网络和基础设施中潜在的漏洞使水处理系统很容易遭受网络攻击。由于水处理系统对于实时性和可用性的严苛要求,传统的面向信息系统的防御机制无法直接应用于水处理系统。本文提出一种基于熵的入侵检测方法来抵御针对系统中控制器(如可编程逻辑控制器)的攻击。由于水处理系统运行条件的变化,在模型采用静态阈值进行检测时会产生较高误报率。因此本文提出一种动态阈值调整机制来提高所提方法的检测性能。为验证所提方法,我们建立了一个包含超过50个测量点的高保真水处理系统测试平台。在两种攻击场景下进行实验,共涵盖了36次攻击。结果表明,所提方法能够实现97.22%的检测率和1.67%的误报率。

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