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基于动态污点分析的工业控制系统协议自动逆向工程分析 Research Articles

麻荣宽1,郑豪2,王竟亦2,汪慕峰2,魏强1,王清贤1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第3期页码 351-360 doi: 10.1631/FITEE.2000709

摘要：私有（或半私有）协议广泛应用于工业控制系统（ICS）。通过逆向工程推断协议格式对于许多网络安全应用（例如程序测试和入侵检测）具有重要意义。传统协议逆向工程方法耗时，繁琐、易出错。最近提出的自动化逆向协议方法既不能有效处理基于网络流量分析的二进制ICS协议，也不能从协议程序实现中准确提取协议字段。本文提出一个工业控制系统协议逆向工程框架（ICSPRF），旨在以更高准确度提取ICS协议字段。ICSPRF基于以下关键见解架构：消息中单个字段通常在同一执行上下文中处理，例如基本块（BBL）组。通过监视程序的执行，ICSPRF可以在执行跟踪中收集每个BBL组中处理的污染数据信息，并将它们聚类以得出协议格式。用6个开源ICS协议实现评估所提方法。对于同一指标，ICSPRF比Autoformat更准确（后者对于所有评估协议匹配率为88.5％，对二进制协议匹配率为80.0％）。

关键词：工业控制系统（ICS）；ICS协议逆向工程；动态污点分析；协议格式

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移动agent在智能交通系统中的应用

张云勇,刘锦德

《中国工程科学》 2002年第4卷第7期页码 46-50

摘要：

回顾了智能交通系统的起源、框架，在阐述移动aget的优点后，在网络管理、无线通信、交通控制系统、仿真系统、地理信息系统等方面探讨了移动agent在智能交通系统中的应用。

关键词：智能交通系统移动agent 交通控制系统地理信息系统 agent通信语言 agent迁移协议

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协议分析仪2Mb/s高速信令处理模块

刘志辉

《中国工程科学》 2002年第4卷第2期页码 79-85

摘要：

为了满足2 Mb/s高速信令的测试要求，开发了2 Mb/s高速信令协议分析仪信令处理模块。信令处理模块分为硬件系统和软件系统两部分。介绍了开发2 Mb/s高速信令协议分析仪的意义，使用2 Mb/s高速信令链路的优势，信令处理模块的设计原理和功能。介绍嵌入式处理器和实时操作系统的相关内容。

关键词：协议分析仪 2 Mb/s高速信令嵌入式处理器实时操作系统

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工业控制系统安全防护技术发展研究

孙彦斌,汪弘毅,田志宏 ,方滨兴

《中国工程科学》 2023年第25卷第6期页码 126-136 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.06.008

摘要：

工业控制系统逐渐由封闭隔离走向开放互联，工业控制系统的安全问题进一步凸显；针对工业控制系统的网络威胁呈现出高隐蔽、强对抗、跨域等特点，一旦遭受网络攻击将直接影响工业生产，因而工业控制系统网络安全防护技术备受关注。本文聚焦工业控制系统安全防护问题，分析了工业控制系统安全防护的特殊性及面临的挑战，总结了工业控制系统的主要攻击技术，梳理了以边界防护、纵深防护为代表的“自卫模式”安全防护体系的发展现状针对工业控制系统面临的安全挑战，从自主可控安全和新型工业控制安全防护体系两个方面提出了今后的重点任务和关键技术攻关路径，即建立自主可控的工业控制系统安全生态和基于“限制器”的底线确保防护机制、探索“自卫模式+护卫模式”的工业控制系统安全防护体系，以为工业控制系统安全防护研究和应用提供参考。

关键词：工业控制系统；安全防护；自主可控；新型防护体系；护卫模式

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EAP-FAST在公共无线局域网安全接入控制中的研究及实现

曹萍,裴文江

《中国工程科学》 2005年第7卷第12期页码 78-82

摘要：

Cisco公司于2004年提出基于隧道的灵活认证协议（EAP-FAST）以替代存在安全漏洞的LEAP认证协议，该协议具有安全性和易部署性的特点。文章论述了基于802.1x协议的EAP-FAST认证协议及其实现技术，并在公共无线局域网(PWLAN)综合实验平台上实现了EAP-FAST认证的客户端、认证者、认证服务器端功能。

关键词：公共无线局域网端口访问控制协议（802.1x）基于隧道的灵活认证协议（EAP-FAST）

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使用串行外设接口协议的混沌数字加密系统及其dsPIC实现 None

Rodrigo MÉNDEZ-RAMÍREZ, Adrian ARELLANO-DELGADO, César CRUZ-HERNÁNDEZ, Fausto ABUNDIZ-PÉREZ, Rigoberto MARTÍNEZ-CLARK

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第2期页码 165-179 doi: 10.1631/FITEE.1601346

摘要：当前数字通信的大规模使用需要嵌入式系统（embedded system，ES）和协议级数据加密来实现安全连接。串行外设接口（serial peripheral interface，SPI）协议被ES和集成电路制造商广泛应用于有线和无线通信等领域。提出一种应用于SPI通信协议的混沌加密和解密算法的设计及其实验实现。混沌加密算法及对应解密算法的设计基于混沌Hénon映射和两种模糊和排列方法（结合DNA序列）。考虑到对称密钥，SPI协议采用16位配置作为同步发射机和接收机。使用两个低成本dsPIC微控制器作为ES，设计结果得到实验验证。基于其数字信号处理属性，SPI数模转换器被用于处理、获取和重构机密消息。该算法数字处理能力得到dsPIC微控制器验证。

关键词：混沌系统；统计测试；嵌入式系统；dsPIC微控制器；串行外设接口（SPI）协议

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动态设定型板形板厚自动控制系统

张进之,段春华

《中国工程科学》 2000年第2卷第6期页码 67-72

摘要：

文章介绍了应用解析板形方程推出板形最佳轧制规程和板形板厚协调控制新方法。该方法的主要特点：系统中采用了静、动态负荷分配，动态设定厚度自动控制系统（DAGC）完成了板形板厚的闭环控制，在算法中采用了贝尔曼动态规划。新方法将会改变目前轧机设计和控制思想：设计合理刚度，强调调度计划、配置轧辊凸度和优化轧制规程等方面的作用，实现信息控制。

关键词：动态负荷分配板形最佳规程动态规划动态设定

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歼击机环境控制系统控制性能分析

姚洪伟,王浚

《中国工程科学》 2006年第8卷第6期页码 44-47

摘要：

提出了针对环境控制系统特点的脉宽-模糊复合控制方案；使用Matlab软件的Fuzzy工具箱和Simulink工具箱，建立了脉宽调节、PID控制、模糊控制和复合控制等4种控制模型，其中模糊控制模型以混合后的温度与基准温度之间的偏差及其变化率为输入，通过模糊推理得到控制信号；输入温度阶跃信号对该4个控制模型的阶跃响应特性进行了计算和分析；选取一组动态参数作为输入对复合控制模型的动态响应进行仿真计算，结果表明，复合控制系统有效解决了现有脉宽调节系统的温度波动问题

关键词：飞机环境控制模糊控制仿真

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基于重放分析的网络协议软件状态变量自动化发现技术 Research Article

黄见欣1,喻波1,刘润昊1,苏金树1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第3期页码 403-416 doi: 10.1631/FITEE.2200275

摘要：这些状态变量一旦处理不当，很可能违背协议规范，进而产生逻辑错误，导致协议软件出现潜在的缺陷或漏洞。本文针对现有程序分析技术难以发现网络协议软件中的状态变量，且自动化程度偏低的问题，提出一种基于重放分析的状态变量识别方法。考虑到状态变量主要反映着通信双方的参数和程序的状态，具有这些特征的变量通常会以全局变量或静态变量的形式，持续存在于进程之中，该方法通过记录和重放协议软件的执行轨迹，运用动态插桩技术，在协议状态和软件状态的变化过程中，分析内存关键区域的全局变量和静态变量的状态特征，并结合规则进行筛选判定。在此基础上，设计并实现了一套能够自动化发现状态变量的原型系统，在ProFuzzBench中的9个程序和2个现实中的复杂协议软件上进行了测试。

关键词：状态变量；网络协议软件；程序分析技术；网络安全

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如何应对列车控制系统革新？

Hideo Nakamura

《工程（英文）》 2016年第2卷第3期页码 380-386 doi: 10.1016/J.ENG.2016.03.015

摘要：

列车控制系统的作用是确保铁路的安全。本文首先总结了日本、欧洲通用的列车控制系统，在此基础上，笔者根据现有列车控制系统，提出以下问题：应该采用什么方法来提高列车控制系统的功能性、安全性和可靠性，并协助铁路的商业运营？其次，笔者提出了一个有助于基于当前信息和通信技术对新型列车控制系统进行开发的理想架构；同时，还提出了一种新的统一列车控制系统(UTCS)，它能有效地提高列车控制系统的鲁棒性和竞争力。UTCS 的最终架构仅由基本设备组成，如铁轨中的转辙机和铁路道口控制设备。最后讨论了UTCS 在应用中的处理方式。

关键词：列车控制系统铁路信号基于无线通信的列车自动控制系统列车自动防护系统闭塞系统

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一种不可否认协议额外增益的公平性分析 Research Articles

郭煦

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第6期页码 893-908 doi: 10.1631/FITEE.2100413

摘要：由于不可否认协议的脆弱性，通信中的一方当事人往往可以规避不可否认规则，获取预期信息，从而损害另一方当事人利益，造成不良影响。本文利用概率模型检测技术对该协议的公平性保证进行定量研究。利用概率时间自动机对协议建模，并验证概率计算树逻辑中指定的属性，来衡量协议的公平性。此外，提出为协议相关参数选择合适值的建议，以获取一定程度的公平，从而回答了另一个问题：对于一定程度的公平性度量ε，如何指定协议参数以确保公平性？

关键词：不可否认协议；公平性分析；概率模型检测；PRISM

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构成新一代分布式系统的工业以太网

方来华,吴爱国,张钊,王冬青

《中国工程科学》 2005年第7卷第5期页码 66-69

摘要：

讨论了工业以太网构成分布式系统的可行性和优点，分析了4种满足分布式控制的工业以太网协议及其各自的优缺点。提出了设备制造商为支持这些协议在产品中增加以太网连接必须考虑的内容和实现途径。

关键词：分布式系统工业以太网协议以太网连接的嵌入

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嵌入式Internet控制系统的设计与分析

宗群,李然,王波

《中国工程科学》 2005年第7卷第5期页码 53-56

摘要：

对嵌入式Internet控制系统设计的相关问题进行了研究，包括系统需求、系统结构、设计与实现方法等，在此基础上建立了具有嵌入式Internet节点的控制系统，实现了其在电梯远程监控系统（REMS）

关键词：嵌入式Internet控制系统 REMS DS80C400 JAVA TINI

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微观移动协议主动切换机制研究

赵阿群

《中国工程科学》 2004年第6卷第8期页码 50-56

摘要：

针对微观移动协议现有切换机制的缺点，提出了主动切换机制，利用移动预测技术，在切换发生前预测移动主机将要切换的下一蜂窝以及切换的时刻，为移动主机预先建立新路径；为了保证主动切换机制的实现，提出了一个适用于主动切换机制并易于实现的移动预测算法；同时还提出了主动切换过程中分组丢失和重复避免方法；通过理论分析和系统仿真的方法对主动切换机制进行了性能评价，结果表明主动切换机制以较小的代价获得了可观的性能改善。

关键词：微观移动协议主动切换机制移动预测性能评价

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带误差补偿的GPC对网络控制系统时延的解决

王冬青

《中国工程科学》 2005年第7卷第8期页码 60-65

摘要：

针对网络控制系统(NCS)具有不确定时延的特性，提出了将广义预测控制(GPC)应用于网络控制系统的思想。为了克服模型失配和系统不确定性的影响，基于BP神经网络建立一个误差的预测模型，用误差预测值对输出预测值进行补偿，构成新型的广义预测控制算法，并采用了平滑滤波的加权输入控制律。在网络控制系统中，测试了网络数据传输的随机延迟时间特性，比较了GPC和具有BP网络预测误差补偿的GPC两种控制方法，验证了具有BP网络预测误差补偿的GPC在模型失配时的更好的控制性能。