电力SCADA系统脆弱性分析与网络安全风险评估研究

发布时间：2017-07-30 14:08

  本文关键词：电力SCADA系统脆弱性分析与网络安全风险评估研究

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【摘要】：电力SCADA系统是电力关键二次系统,具有监控与数据采集两种主要功能。电力SCADA系统通过传感设备收集现场运行参数,监视整个电网的运行状态。若电网运行状态发生异常,电力SCADA系统通过调整电网运行参数,使其正常运行。电力SCADA系统在维护电力系统正常运行方面,发挥着极其重要的作用。传统的电力SCADA系统通讯采用独立的、封闭的专用网络。而随着网络信息技术的飞速发展,电力SCADA系统将会与公用的互联网传递信息,开放的网络通讯协议和相关设备链接到网络中,使得电力SCADA系统的网络安全成为亟需重视的问题。由于电力SCADA系统本身存在一定的脆弱性,攻击者会利用这些漏洞对电力SCADA系统发动攻击。因此首先对电力SCADA系统的脆弱性进行分析并建立反映系统脆弱性的安全风险指标体系。接下来对指标体系进行约简,最终建立了电力SCADA系统的风险评估模型。具体工作如下：1.研究了电力SCADA系统的运行机制并对电力SCADA系统存在的脆弱性进行分析,并采用层次分析法和Delphi法构建电力SCADA系统网络安全风险评估指标体系,以全面地表示电力SCADA系统面临的网络安全风险。2.针对电力SCADA系统网络安全风险评估指标具有关联性强、维数高的特点,提出采用Autoencoder方法降低指标数据的维数,在低维空间中表示高维数据。在MATLAB实验平台下,对预训练过程和微调过程的重构误差进行模拟实验,验证了降维后的特征基本能够完全表示高维数据的信息。3.提出采用人工蜂群算法优化高斯过程的混合算法构建评估模型,实施自动评估电力SCADA系统网络安全风险。并通过MATLAB实验验证了本文所提算法的有效性。
【关键词】：电力SCADA系统 脆弱性分析 数据降维 网络安全风险评估
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.08
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 电力SCADA系统脆弱性分析研究现状10-11
• 1.2.2 电力SCADA系统网络安全风险评估研究现状11-12
• 1.3 论文主要工作与章节安排12-15
• 1.3.1 论文的主要工作12-13
• 1.3.2 论文的章节安排13-15
• 第2章 电力SCADA系统运行机制及脆弱性分析15-23
• 2.1 引言15
• 2.2 电力SCADA系统运行机制15-20
• 2.2.1 电力SCADA系统概述16-17
• 2.2.2 系统结构17-18
• 2.2.3 基本功能18-20
• 2.3 电力SCADA系统脆弱性分析20-22
• 2.3.1 脆弱性概述20
• 2.3.2 脆弱性分析20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 电力SCADA系统网络安全风险评估指标体系及样本构建23-33
• 3.1 引言23
• 3.2 电力SCADA系统网络安全风险评估指标体系的构建23-27
• 3.2.1 层次分析法的基本原理23-25
• 3.2.2 电力SCADA系统脆弱性风险指标体系层次结构25-27
• 3.3 电力SCADA系统网络安全风险评估样本构建27-32
• 3.3.1 模糊理论方法基本原理27-28
• 3.3.2 网络安全风险评估值计算28-30
• 3.3.3 模拟样本来源30-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 电力SCADA系统网络安全风险评估指标属性约简33-41
• 4.1 引言33
• 4.2 Autoencoder方法33-34
• 4.3 基于Autoencoder网络结构的属性约简34-37
• 4.3.1 Autoencoder网络结构设计34
• 4.3.2 Autoencoder约简流程34-37
• 4.4 属性约简实验结果及分析37-40
• 4.4.1 实验一：预训练过程中的重构误差38-39
• 4.4.2 实验二：微调过程中的重构误差39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第5章 电力SCADA系统网络安全风险评估模型41-56
• 5.1 引言41
• 5.2 电力SCADA网络安全风险评估建模原理41-46
• 5.2.1 高斯过程41-43
• 5.2.2 人工蜂群算法43-46
• 5.3 基于人工蜂群算法优化高斯过程的网络安全风险评估模型46-48
• 5.3.1 实现原理46
• 5.3.2 电力SCADA系统网络安全风险评估实现46-48
• 5.4 网络安全风险评估实验48-55
• 5.4.1 实验参数设置49-51
• 5.4.2 实验结果与分析51-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第6章 结论与展望56-58
• 6.1 总结56
• 6.2 未来工作展望56-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果62-63
• 致谢63

【参考文献】

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1 欧阳武;;顺势而行 切实加强工业控制系统信息安全管理[J];信息技术与标准化;2012年03期

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本文编号：594564