核电站DCS中抵御UDP重放攻击的研究

发布时间：2021-08-29 12:25

　　随着日渐严峻的网络环境,网络安全已成为核电安全体系的一个重要关注方向,核电站DCS作为一个以网络通信为基础的分布式系统,网络安全尤为重要。在网络攻击中,重放攻击是一种常见的攻击手段,在核电DCS常用的UDP协议中对抵御重放攻击的研究意义重大。实现了一种基于UDP协议的防范重放攻击方法,该方法能有效抵御重放攻击,保证受到攻击时系统能正常提供服务,同时内存和CPU负荷满足核电站DCS运行要求,目前已在核电站数字化仪控系统中进行了实现和应用,并已通过国家信息技术安全研究中心的信息安全检测。 

【文章来源】：工业控制计算机. 2020,33(05)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

网络通信过程

针对网络通信的典型重放攻击过程如图2所示：重放攻击时，攻击者不会使用正规客户端，而使用假冒的客户端代替。攻击者首先捕获到客户端的请求数据包A，然后冒充客户端不断地发送数据包A，不会阻塞等待服务端返回，在这种攻击策略下，如果服务端不进行针对性的处理，将接收到大量的攻击者不断发送的数据包A，这些数据包A在服务端都是合法的请求，很快会将服务端资源占用殆尽，使服务器瘫痪。

客户端在发起请求时，在请求包中加入时间戳，即本地的当前时间，精确到毫秒。服务端通过UDP协议通信接收来自一个或多个客户端发送的请求和对应的数据包，解析数据包中的客户端时间戳，与本地的时间进行比较，如果小于设定的有效值（比如2s），则认为数据包有效，否则丢弃数据包。服务端处理完数据之后，再将返回的处理结果中增加第二时间戳，而客户端获取第二时间戳后，如果判断第二时间戳不满足要求，则丢弃返回的处理结果；这样攻击方即使截取网络通信中发送的数据，不断发送重放数据，但是不能即时获取第二时间戳，就不能破获处理结果对应的真实含义，以此来保证数据的安全。进一步地，后续服务端可以基于客户端是否能即时解析第二时间戳，来确定后续是否继续处理该客户端发送的数据；从而进一步避免服务端被重放攻击。另外为了使时效性判断正确有效，客户端和服务端需要使用统一的时钟源进行校时。同时时间戳字段需要加密，使攻击者无法伪造。如图3、图4所示。图4 利用时效性防止重放攻击序列图

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于身份的跨域直接匿名认证机制[J]. 周彦伟,杨波,吴振强,何聚厚,李骏.  中国科学:信息科学. 2014(09)
[4]代理检查检验服务平台中的安全机制设计[J]. 施华宇,余浩,杨俊,邱明辉.  中国数字医学. 2013 (07)
[5]主流电子交易网站账户安全登录模式缺陷与安全设计[J]. 龚茜茹,赵建超.  电子测试. 2013(07)
[6]一种抗重放攻击的Web服务认证协议[J]. 韩崇砚,张红旗,张斌,杨艳.  计算机工程. 2011(21)
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硕士论文
[1]无线传感器网络多源安全时间同步协议的设计与实现[D]. 徐为.国防科学技术大学 2008



本文编号：3370652