信息物理系統安全风险分析与评估策略研究
发布时间：2021-11-17 04:48
信息物理系统（Cyber-Physical Systems,简称CPS）是指具有计算性能和物理功能的新一代智能系统。在过去的几十年中,支撑信息物理系统发展的关键技术已经得到了很好的探索和研究,并在工业自动化、智能交通、航空航天、环境监测和智能电网等领域得到了广泛应用。越来越多工业安全事件的发生使安全问题成为了信息物理系统的一个重要研究方向。由于信息物理系统具有领域相关性和多学科交叉的特性,安全问题的研究已经不再只是独立围绕功能安全或信息安全展开。因此为了分析系统风险,需要结合实际应用场景对信息物理系统的层次结构和安全风险评估等问题进行创新研究,主要研究内容如下:（1）本文概述了信息物理系统的构成,介绍了信息物理系统的安全分类,对现有的信息物理系统的安全风险分析与评估方法进行了文献调研。研究表明,大多数风险分析与评估方案分别围绕功能安全和信息安全开展,其中,信息安全研究占主导地位,一体化安全风险评估研究处于起步阶段,很大程度上依赖于专家经验,主观性强。（2）本文介绍了信息物理系统的仿真技术、风险评估的通用框架和贝叶斯网络基础知识。以双容水箱为研究对象,在Matlab/Simulink中实...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 信息物理系统概述
1.2.1 信息物理系统简介
1.2.2 信息物理系统安全分类
1.3 国内外研究现状
1.3.1 功能安全风险分析与评估
1.3.2 信息安全风险分析与评估
1.3.3 一体化风险分析与评估
1.3.4 国内外研究现况简析
1.4 本文研究内容及结构安排
第2章 相关理论基础
2.1 信息物理系统仿真技术
2.2 风险评估体系
2.3 贝叶斯网络概述
2.3.1 概率论基础
2.3.2 贝叶斯网络定义
2.3.3 贝叶斯网络结构形式
2.4 本章小结
第3章 信息物理系统仿真平台
3.1 实验环境
3.1.1 硬件环境
3.1.2 软件环境
3.2 物理过程控制仿真
3.2.1 自动控制理论基础
3.2.2 双容水箱工艺过程
3.2.3 单回路PID仿真
3.3 过程监控层实现
3.3.1 组态王简介
3.3.2 双容水箱液位控制监控中心
3.4 现场控制仿真和过程监控功能集成
3.4.1 通信协议简介
3.4.2 基于OPC的 MATLAB/Simulink与组态王数据通信
3.5 硬件回环仿真实验平台构建
3.6 本章小结
第4章 基于贝叶斯网络的C2P风险评估模型
4.1 资产分析
4.2 构建贝叶斯网络
4.2.1 定义贝叶斯网络结构
4.2.2 确定BN各节点的条件概率分布
4.3 案例分析
4.3.1 系统资产清单
4.3.2 贝叶斯网络构建
4.3.3 安全事件场景下系统的C2P风险分析与评估
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]信息物理融合系统综合安全威胁与防御研究[J]. 刘烃,田决,王稼舟,吴宏宇,孙利民,周亚东,沈超,管晓宏. 自动化学报. 2019(01)
[2]一种基于网络报文分析的电力工控系统入侵检测方法[J]. 郭永和,王继业,沈亮. 网络安全技术与应用. 2018(10)
[3]智能制造信息物理系统安全研究[J]. 肖红,程良伦,张荣跃,王涛,王卓薇,徐金雄. 信息安全研究. 2017(08)
[4]信息物理系统安全问题研究进展[J]. 陈功谱,曹向辉,孙长银. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]《信息物理系统白皮书（2017）》解读（下）[J]. 郭楠,贾超. 信息技术与标准化. 2017(05)
[6]《信息物理系统白皮书（2017）》解读（上）[J]. 郭楠,贾超. 信息技术与标准化. 2017(04)
[7]乌克兰电力系统BlackEnergy病毒分析与防御[J]. 王勇,王钰茗,张琳,张林鹏. 网络与信息安全学报. 2017(01)
[8]工业CPS技技术术、架构及应用策略研究[J]. 刘棣斐,田洪川,刘贺贺. 中兴通讯技术. 2016(05)
[9]电力信息物理融合系统环境中的网络攻击研究综述[J]. 汤奕,陈倩,李梦雅,王琦,倪明,梁云. 电力系统自动化. 2016(17)
[10]信息物理系统（CPS）安全技术研究[J]. 李琳. 自动化博览. 2016(07)
博士论文
[1]基于能量调度的信息物理系统远程估计问题研究[D]. 齐义飞.浙江大学 2017
[2]信息物理系统安全理论研究[D]. 张恒.浙江大学 2015
硕士论文
[1]基于AHP和攻击图的工控系统信息安全风险评估研究[D]. 龚斯谛.南昌航空大学 2017
[2]基于层次结构模型的电力CPS安全评估[D]. 杨国泰.武汉大学 2017
[3]无线工业控制系统安全实验平台及算法验证[D]. 唐海定.浙江大学 2017
[4]基于攻击图的变电站控制系统脆弱性量化分析[D]. 黄家辉.浙江大学 2016
[5]基于攻击图的工业控制网络安全隐患分析[D]. 徐丽娟.北京邮电大学 2015
[6]电力SCADA系统脆弱性分析与网络安全风险评估研究[D]. 楚胜楠.华北电力大学 2015
[7]基于贝叶斯网络的安全风险建模与评估方法研究[D]. 孙法亮.国防科学技术大学 2013
[8]信息物理融合系统的形式化建模与分析[D]. 雷瑶.广东工业大学 2013
本文编号：3500230
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 信息物理系统概述
1.2.1 信息物理系统简介
1.2.2 信息物理系统安全分类
1.3 国内外研究现状
1.3.1 功能安全风险分析与评估
1.3.2 信息安全风险分析与评估
1.3.3 一体化风险分析与评估
1.3.4 国内外研究现况简析
1.4 本文研究内容及结构安排
第2章 相关理论基础
2.1 信息物理系统仿真技术
2.2 风险评估体系
2.3 贝叶斯网络概述
2.3.1 概率论基础
2.3.2 贝叶斯网络定义
2.3.3 贝叶斯网络结构形式
2.4 本章小结
第3章 信息物理系统仿真平台
3.1 实验环境
3.1.1 硬件环境
3.1.2 软件环境
3.2 物理过程控制仿真
3.2.1 自动控制理论基础
3.2.2 双容水箱工艺过程
3.2.3 单回路PID仿真
3.3 过程监控层实现
3.3.1 组态王简介
3.3.2 双容水箱液位控制监控中心
3.4 现场控制仿真和过程监控功能集成
3.4.1 通信协议简介
3.4.2 基于OPC的 MATLAB/Simulink与组态王数据通信
3.5 硬件回环仿真实验平台构建
3.6 本章小结
第4章 基于贝叶斯网络的C2P风险评估模型
4.1 资产分析
4.2 构建贝叶斯网络
4.2.1 定义贝叶斯网络结构
4.2.2 确定BN各节点的条件概率分布
4.3 案例分析
4.3.1 系统资产清单
4.3.2 贝叶斯网络构建
4.3.3 安全事件场景下系统的C2P风险分析与评估
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]信息物理融合系统综合安全威胁与防御研究[J]. 刘烃,田决,王稼舟,吴宏宇,孙利民,周亚东,沈超,管晓宏. 自动化学报. 2019(01)
[2]一种基于网络报文分析的电力工控系统入侵检测方法[J]. 郭永和,王继业,沈亮. 网络安全技术与应用. 2018(10)
[3]智能制造信息物理系统安全研究[J]. 肖红,程良伦,张荣跃,王涛,王卓薇,徐金雄. 信息安全研究. 2017(08)
[4]信息物理系统安全问题研究进展[J]. 陈功谱,曹向辉,孙长银. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]《信息物理系统白皮书（2017）》解读（下）[J]. 郭楠,贾超. 信息技术与标准化. 2017(05)
[6]《信息物理系统白皮书（2017）》解读（上）[J]. 郭楠,贾超. 信息技术与标准化. 2017(04)
[7]乌克兰电力系统BlackEnergy病毒分析与防御[J]. 王勇,王钰茗,张琳,张林鹏. 网络与信息安全学报. 2017(01)
[8]工业CPS技技术术、架构及应用策略研究[J]. 刘棣斐,田洪川,刘贺贺. 中兴通讯技术. 2016(05)
[9]电力信息物理融合系统环境中的网络攻击研究综述[J]. 汤奕,陈倩,李梦雅,王琦,倪明,梁云. 电力系统自动化. 2016(17)
[10]信息物理系统（CPS）安全技术研究[J]. 李琳. 自动化博览. 2016(07)
博士论文
[1]基于能量调度的信息物理系统远程估计问题研究[D]. 齐义飞.浙江大学 2017
[2]信息物理系统安全理论研究[D]. 张恒.浙江大学 2015
硕士论文
[1]基于AHP和攻击图的工控系统信息安全风险评估研究[D]. 龚斯谛.南昌航空大学 2017
[2]基于层次结构模型的电力CPS安全评估[D]. 杨国泰.武汉大学 2017
[3]无线工业控制系统安全实验平台及算法验证[D]. 唐海定.浙江大学 2017
[4]基于攻击图的变电站控制系统脆弱性量化分析[D]. 黄家辉.浙江大学 2016
[5]基于攻击图的工业控制网络安全隐患分析[D]. 徐丽娟.北京邮电大学 2015
[6]电力SCADA系统脆弱性分析与网络安全风险评估研究[D]. 楚胜楠.华北电力大学 2015
[7]基于贝叶斯网络的安全风险建模与评估方法研究[D]. 孙法亮.国防科学技术大学 2013
[8]信息物理融合系统的形式化建模与分析[D]. 雷瑶.广东工业大学 2013
本文编号：3500230
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