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Transformer融合CNN-SRU的工业控制网络入侵检测方法 被引量:1
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作者 史长鑫 宗学军 +2 位作者 何戡 连莲 孙逸菲 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第3期85-92,共8页
针对工业控制网络入侵检测的现有方法只关注网络流量的局部特征或全局特征,以及网络流量数据分布不平衡导致入侵检测模型准确率低的问题,提出一种Transformer融合卷积神经网络-简单循环单元(CNN-SRU)的工业控制网络入侵检测方法。采用... 针对工业控制网络入侵检测的现有方法只关注网络流量的局部特征或全局特征,以及网络流量数据分布不平衡导致入侵检测模型准确率低的问题,提出一种Transformer融合卷积神经网络-简单循环单元(CNN-SRU)的工业控制网络入侵检测方法。采用自适应合成采样方法(ADASYN)和高斯混合模型(GMM)对少数类样本进行过采样,达到样本平衡。通过CNN-SRU捕获网络流量数据的时空局部特征,Transformer编码器部分捕捉全局联系进行深层次特征提取。在NSL_KDD数据集上进行实验,模型的总体准确率达到99.61%,高于对比的神经网络模型。在密西西比州立大学天然气管道控制系统数据集和本实验室油气集输全流程工业攻防靶场上进行实验,总体准确率分别达到98.58%和96.89%,证明了所提方法在工业控制网络入侵检测中的科学性与可行性。 展开更多
关键词 工业控制网络 入侵检测 TRANSFORMER 卷积神经网络 简单循环单元
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基于动态贝叶斯博弈的工业控制网络恶意接入检测研究
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作者 刘浩含 陈泽茂 《计算机科学》 北大核心 2025年第1期383-392,共10页
针对工业控制网络(Industrial Control Network, ICN)远程接入场景下未经授权访问、拒绝服务攻击、欺骗攻击以及信息披露等安全问题,通过STRIDE威胁建模方法对该场景下的潜在威胁进行分析,提出一种基于动态贝叶斯博弈的接入检测框架。... 针对工业控制网络(Industrial Control Network, ICN)远程接入场景下未经授权访问、拒绝服务攻击、欺骗攻击以及信息披露等安全问题,通过STRIDE威胁建模方法对该场景下的潜在威胁进行分析,提出一种基于动态贝叶斯博弈的接入检测框架。该方法能够将试图接入ICN的非法、恶意请求筛选出来并阻断,同时利用持续进行的多轮博弈迭代以及SDN灵活动态的特性对策略参数进行实时调整,以防止相同恶意接入源的再次访问。仿真实验结果表明,随着博弈轮数的增加,相比于现有的两类恶意接入防御方法,该框架的检测准确性提升了3%以上,假阳性比例下降了1.2%以上,检测效率提升了14.7%以上,且具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 工业控制网络 软件定义网络 动态贝叶斯博弈 恶意接入检测
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基于SDN和集成学习的工业控制网络安全防护系统 被引量:8
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作者 杨凡 丁之 +1 位作者 王扬 卿凌云 《现代电子技术》 北大核心 2024年第6期22-26,共5页
针对工业控制网络通信信息安全与稳定问题,设计一种基于SDN和集成学习的工业控制网络安全防护系统。该系统采用SDN技术,分为物理层、现场层、转发层、控制层和应用层等5个层次。物理层包含现场终端设备;现场层通过控制模块与操作员站实... 针对工业控制网络通信信息安全与稳定问题,设计一种基于SDN和集成学习的工业控制网络安全防护系统。该系统采用SDN技术,分为物理层、现场层、转发层、控制层和应用层等5个层次。物理层包含现场终端设备;现场层通过控制模块与操作员站实现对现场终端的控制;转发层使用SDN交换机进行通信数据传输,并将数据镜像传输至应用层进行安全分析;控制层中的SDN控制器管理和控制SDN交换机,并执行应用层下发的安全防护策略;应用层利用集成学习算法对工业控制网络进行入侵行为检测,通过安全响应模块分析入侵信息并选择相应的防御机制。实验结果表明,所设计系统满足工业控制网络通信的实时性要求,能准确地实施入侵检测,从而保障工业控制网络的安全性和正常通信。 展开更多
关键词 工业控制网络 安全防护 SDN技术 集成学习 交换机 控制 入侵检测 防御机制
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Ethernet与工业控制网络 被引量:60
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作者 冯冬芹 金建祥 褚健 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期23-26,35,共5页
从 Ethernet的产生和特点分析 ,分析了以前 Ethernet未能应用于工业自动化的原因 ;从 Ethernet应用于工业控制领域过程监控层网络的发展趋势 ,分析了 Ethernet应用于现场总线的可行性及需要解决的关键技术难题。最后对“e网到底”应用... 从 Ethernet的产生和特点分析 ,分析了以前 Ethernet未能应用于工业自动化的原因 ;从 Ethernet应用于工业控制领域过程监控层网络的发展趋势 ,分析了 Ethernet应用于现场总线的可行性及需要解决的关键技术难题。最后对“e网到底”应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 ETHERNET 现场总线 工业控制网络
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工业控制网络的研究现状及发展趋势 被引量:45
5
作者 胡毅 于东 刘明烈 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第1期23-27,46,共6页
工业控制网络在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。回顾了工业控制网络的发展历程,重点分析了工业以太网的实时通信技术,针对通信实时性的强弱性质将目前主流工业以太网进行了分类研究,将其划分为软实时、硬实时以及同步硬实时3类... 工业控制网络在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。回顾了工业控制网络的发展历程,重点分析了工业以太网的实时通信技术,针对通信实时性的强弱性质将目前主流工业以太网进行了分类研究,将其划分为软实时、硬实时以及同步硬实时3类,重点探讨了各自的实时通信机制。同时阐述了正在进入工业控制领域的实时异构网络及无线网络,最后讨论了工业控制网络研究的技术难题,并提出了新的发展方向。 展开更多
关键词 工业控制网络 工业以太网 软实时 硬实时 同步硬实时
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工业控制网络安全模型研究 被引量:16
6
作者 王浩 吴中福 王平 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2007年第5期96-98,共3页
为了减少产品费用和提高生产效率,更多的专用网络被连入IT网络,或更多的IT技术被应用到工业控制网络系统中,网络安全成为一个重要的问题。工业控制网络系统作为国家基础设施的重要组成,一旦受到攻击和破坏,其影响将是灾难性的。因此,保... 为了减少产品费用和提高生产效率,更多的专用网络被连入IT网络,或更多的IT技术被应用到工业控制网络系统中,网络安全成为一个重要的问题。工业控制网络系统作为国家基础设施的重要组成,一旦受到攻击和破坏,其影响将是灾难性的。因此,保护工业控制网络系统的安全、防御各种攻击和破坏是关系到国家安全的重要内容。本论文结合中国第一个工业以太网标准《用于测量与控制系统的EPA通信标准》,建立了一般的工业控制网络体系结构,研究分析了它的安全威胁,提出工业控制网络的安全要求,构建了基于区域安全的DMZ模型,最后用UML描述了该模型。 展开更多
关键词 工业控制网络 威胁 安全要求 DMZ模型
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工业控制网络的信息安全及纵深防御体系结构研究 被引量:26
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作者 蒋宁 林浒 +1 位作者 尹震宇 黄艳 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2017年第4期830-833,共4页
工业以太网技术的引入和通用标准协议的使用导致工业控制系统面临着严峻的信息安全问题.为了从本质上分析工业控制系统的安全需求,对比了工业控制系统和信息系统的区别.从系统特征分析,工业控制系统属于信息物理融合系统.重点分析了工... 工业以太网技术的引入和通用标准协议的使用导致工业控制系统面临着严峻的信息安全问题.为了从本质上分析工业控制系统的安全需求,对比了工业控制系统和信息系统的区别.从系统特征分析,工业控制系统属于信息物理融合系统.重点分析了工业控制系统的工业控制网络存在的脆弱性.将工业控制网络划分为不同的层级,不同的层级对应不同的安全域.根据纵深防御的基本原则,给出工业控制网络的多层纵深防御体系结构,针对不同的层级进行相应保护.分析了工业控制网络纵深防御体系结构中边界防御的关键技术,防火墙技术和入侵检测技术.这些技术的研究和发展,为工业控制网络的边界安全提供了保障. 展开更多
关键词 工业控制系统 工业控制网络 信息安全 纵深防御
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基于改进单类支持向量机的工业控制网络入侵检测方法 被引量:19
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作者 刘万军 秦济韬 曲海成 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第5期1360-1365,1371,共7页
针对单类支持向量机(OCSVM)入侵检测方法无法检测内部异常点和离群点导致决策函数偏离训练样本的问题,提出了一种结合具有噪声的密度聚类(DBSCAN)方法和K-means方法的OCSVM异常入侵检测算法。首先通过DBSCAN算法,剔除训练数据中的离群点... 针对单类支持向量机(OCSVM)入侵检测方法无法检测内部异常点和离群点导致决策函数偏离训练样本的问题,提出了一种结合具有噪声的密度聚类(DBSCAN)方法和K-means方法的OCSVM异常入侵检测算法。首先通过DBSCAN算法,剔除训练数据中的离群点,消除离群点的影响;然后利用K-means划分数据类簇的方法筛选出内部异常点;最后利用OCSVM算法为每一个类簇建立单分类器用于检测异常数据。工控网络数据集上的实验结果表明,该组合分类器能够利用无异常数据样本检测出工控网络入侵,并且提高了OCSVM方法的检测效果。在气体管道网络数据集入侵检测实验中,所提方法的总体检测率为91.81%;而原始OCSVM算法则为80.77%。 展开更多
关键词 单类支持向量机 具有噪声的密度聚类 K-MEANS 工业控制网络 异常入侵检测
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工业控制网络流量特性分析与建模 被引量:7
9
作者 赖英旭 高春梅 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期991-999,共9页
采集了真实环境中的基于工业以太网的工业控制网络流量,通过对流量特性的分析发现其流量特性与普通IT网络流量特性的差异,并详细分析了其成因.通过分析发现,工业控制网络流量分布整体较规律,数据包时间间隔既不服从泊松分布又不服从重... 采集了真实环境中的基于工业以太网的工业控制网络流量,通过对流量特性的分析发现其流量特性与普通IT网络流量特性的差异,并详细分析了其成因.通过分析发现,工业控制网络流量分布整体较规律,数据包时间间隔既不服从泊松分布又不服从重尾分布,小时间尺度上具有周期性,没有表现出自相似的特性,大时间尺度上则较为平稳.最后,应用季节乘积ARIMA模型对工业网络流量进行了实证分析.结果表明:应用该模型对工业网络流量进行建模预报是可行可靠的. 展开更多
关键词 工业控制网络 流量特性 流量模型 乘积季节ARIMA
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工业控制网络和信息网络的集成技术 被引量:9
10
作者 于仲安 李慧斌 《工矿自动化》 北大核心 2008年第1期76-79,共4页
控制网络和信息网络是工业企业网络的2个部分,控制网络和信息网络的集成可实现网络间信息与资源的共享,是企业实现信息化和综合自动化的关键。文章介绍了工业控制网络和信息网络的不同,分析了控制网络和信息网络集成的必要性,阐述了工... 控制网络和信息网络是工业企业网络的2个部分,控制网络和信息网络的集成可实现网络间信息与资源的共享,是企业实现信息化和综合自动化的关键。文章介绍了工业控制网络和信息网络的不同,分析了控制网络和信息网络集成的必要性,阐述了工业控制网络和信息网络集成的几种方式及若干关键问题。 展开更多
关键词 工业控制网络 信息网络 集成技术 综合自动化
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工业控制网络广义功能安全问题与解决之道 被引量:12
11
作者 邬江兴 《信息安全研究》 2022年第6期524-527,共4页
工业控制网络是事关国计民生的关键信息基础设施.确保高强度大规模网络对抗条件下的功能安全和防止致瘫致乱是工业控制网络安全防御的基本底线与核心要务.随着信息物理系统(cyber physical system,CPS)理论、方法与技术广泛应用到工业... 工业控制网络是事关国计民生的关键信息基础设施.确保高强度大规模网络对抗条件下的功能安全和防止致瘫致乱是工业控制网络安全防御的基本底线与核心要务.随着信息物理系统(cyber physical system,CPS)理论、方法与技术广泛应用到工业控制等行业领域,传统的功能安全问题和现实的网络安全问题相互交织叠加,成为数字时代挑战人类智慧的广义功能安全问题.理论探索和技术实践表明,2类数学性质迥然不同的功能失效问题无法用“分而治之”的方法有效解决.那么,是否存在一种既能解决基于随机性失效的可靠性问题,又能克服不确定性网络攻击造成的“使命确保”或“弹性/韧性”问题的集约化解决方案,成为CPS领域全球研究的新焦点与热点.本文从网络空间内生安全理论出发,探索出一条针对CPS领域广义功能安全问题的归一化解决途径. 展开更多
关键词 工业控制网络 分而治之 网络对抗 功能失效 网络空间 关键信息基础设施 信息物理系统 数学性质
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LonWorks工业控制网络安全鉴别系统设计 被引量:2
12
作者 孙社文 王瑛 +2 位作者 林伟杰 王瑞荣 杨洪涛 《煤炭工程》 北大核心 2016年第5期37-39,共3页
设计了一种提高LonWorks控制网络安全性的安全鉴别系统。采用基于Time Server硬件的不重复数鉴别方法,可利用时间服务器的信息用于鉴别,克服了传统的控制网络鉴别"长报文"低效问题,可以应对"重放攻击",适应工业控... 设计了一种提高LonWorks控制网络安全性的安全鉴别系统。采用基于Time Server硬件的不重复数鉴别方法,可利用时间服务器的信息用于鉴别,克服了传统的控制网络鉴别"长报文"低效问题,可以应对"重放攻击",适应工业控制网络带宽受限和实时性的特性。 展开更多
关键词 网络安全 工业控制网络 LONWORKS
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基于单片机的工业控制网络模块的研制 被引量:3
13
作者 李保林 刘继光 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2009年第1期59-62,65,共5页
设计、开发了基于单片机的工业控制网络模块作为高等学校本科生电工、电子工程训练的实验平台。系统采用RS-485(两线制)串行总线和标准的工业网络化协议Modbus。通过对各个部分测试和组网调试表明,该系统运行正常,达到设计要求。
关键词 工业控制网络 串行通信 RS-485 MODBUS协议
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基于在线集成学习技术的工业控制网络入侵防范技术探讨 被引量:3
14
作者 汤健 孙春来 李东 《信息网络安全》 2014年第9期86-91,共6页
目前,冶金、煤炭、电力、石化、核能、航空、铁路、水处理、地铁等国家基础设施普遍采用工业控制网络系统。这些系统具有网络层次多(设备层、控制层、管理层)、接入复杂(有线/无线接入、本地/远程接入、长时/临时接入)、设备类型多(智... 目前,冶金、煤炭、电力、石化、核能、航空、铁路、水处理、地铁等国家基础设施普遍采用工业控制网络系统。这些系统具有网络层次多(设备层、控制层、管理层)、接入复杂(有线/无线接入、本地/远程接入、长时/临时接入)、设备类型多(智能仪表、过程控制系统电脑、制造管理系统电脑)、用户计算机水平层次高低不同(工人、硬件工程师、软件工程师、管理办公室人员)等特点。当前国际网络安全形势表明,如何对具有这些特点的工业控制网络进行有效防护是目前信息安全领域重点关注的问题之一。文章首先对工业控制网络的信息安全与入侵防范技术现状进行了分析,指出如何研究具有在线自适应更新能力的人工智能入侵防范系统是当前发展趋势之一;然后对当前机器学习的研究热点"在线集成学习"技术进行了综述;最后给出了将在线集成学习技术用于工业控制网络入侵防范系统所涉及到的研究内容。 展开更多
关键词 工业控制网络系统 信息安全 入侵防范 集成学习 在线更新
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基于令牌的无线工业控制网络的信道接入控制 被引量:1
15
作者 刘伟春 赵树升 +1 位作者 程俊锋 侯维岩 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第3期580-582,共3页
针对无线工业控制网络(WICN)的实时性和可靠性要求,在分析了几种常见的无线局域网的MAC协议(MACA、MA-CAW和IEEE802.11)的不足后,提出了一种基于令牌控制的MAC协议。并且还详细介绍了该协议中的令牌恢复机制、优先级机制和数据帧确认机... 针对无线工业控制网络(WICN)的实时性和可靠性要求,在分析了几种常见的无线局域网的MAC协议(MACA、MA-CAW和IEEE802.11)的不足后,提出了一种基于令牌控制的MAC协议。并且还详细介绍了该协议中的令牌恢复机制、优先级机制和数据帧确认机制,并利用离散事件仿真平台OMNeT++对该协议和CSMA/CA协议进行了仿真对比试验。仿真结果表明,该协议保证了信道接入的公平性,减少了数据传输时延,增强了数据传输的可靠性,适用于无线工业控制网络。 展开更多
关键词 无线工业控制网络 令牌 MAC协议 OMNET++ 仿真
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结合白名单过滤和神经网络的工业控制网络入侵检测方法 被引量:18
16
作者 陈万志 李东哲 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第2期363-369,共7页
工控网络异常中存在部分已知通信异常行为和部分未知通信异常行为,白名单方法能够有效地检测规则库内的已知异常行为,但对未知通信异常行为检测率低。为了在充分挖掘有效信息的基础上提升检测率,提出一种结合白名单过滤和神经网络无监... 工控网络异常中存在部分已知通信异常行为和部分未知通信异常行为,白名单方法能够有效地检测规则库内的已知异常行为,但对未知通信异常行为检测率低。为了在充分挖掘有效信息的基础上提升检测率,提出一种结合白名单过滤和神经网络无监督学习算法的入侵检测方法 AMPSO-BP,并应用在管理网络与工业网络服务器间的路由器上。首先,利用白名单技术一次过滤不符合白名单规则库的通信行为;其次,通过神经网络无监督离线方式样本训练学习的结果二次过滤白名单信任通信行为中的异常通信。利用神经网络提升在信息不完备情况下的检测率,且根据神经网络检测结果不断完善白名单规则库,提高跨网异常通信检测率;利用自适应变异粒子群优化(AMPSO)算法作为BP神经网络的训练函数,在粒子群优化(PSO)算法基础上加入了自适应变异过程,避免了训练过程中过早陷入局部最优解。实验利用两组数据集训练和测试,实验结果表明,AMPSO-BP与白名单结合的检测方法比PSO-BP与白名单结合检测方法的准确率更高。 展开更多
关键词 工业控制网络 白名单 BP神经网络算法 入侵检测 粒子群优化算法
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工业控制网络安全问题分析 被引量:2
17
作者 彭杰 应启戛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z2期338-339,共2页
在谈论工业控制网络优势的同时提出了工业控制网络在生产应用中存在的一些安全隐患,并以工业以太网为分析对象进行了分析,指出了存在问题的危害并提出了相应的对策。
关键词 工业控制网络
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东华大学—贝加莱工业控制网络实验室在教学改革中的研究与探索 被引量:2
18
作者 王坚 张义红 张志杰 《实验室研究与探索》 CAS 2005年第S1期275-277,共3页
东华大学—贝加莱工业控制网络实验室是奥地利贝加莱公司在全国范围内规模和资金投入最大的企业与高等院校联合建设的实验室。实验室拥有Ether net(以太网)、Profibus、Can bus多种总线形式(三层四级的网络)和各类实验装置与控制模型,... 东华大学—贝加莱工业控制网络实验室是奥地利贝加莱公司在全国范围内规模和资金投入最大的企业与高等院校联合建设的实验室。实验室拥有Ether net(以太网)、Profibus、Can bus多种总线形式(三层四级的网络)和各类实验装置与控制模型,具有现代企业自动控制的完备元素。实验室的建成为学校的新一轮的本科教学体制改革与发展做出了重大的贡献。目标是建设成为全国重点高校中集科研,实验与实习教学为一体的高水平的综合教学平台。 展开更多
关键词 工业控制网络 现场总线 三层四级网络 教学平台
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工业控制网络通信异常检测的改进鱼群算法优化方法 被引量:7
19
作者 陈万志 唐雨 张静 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第7期2164-2168,2178,共6页
针对工业控制网络中典型的攻击类型,提出一种利用深度学习预测工控网络通信异常的方法。首先,利用主成分分析方法对原始数据降维,消除原始数据集的相关性;其次,构建人工神经网络并利用万有引力搜索算法中粒子惯性质量计算思想改进的鱼... 针对工业控制网络中典型的攻击类型,提出一种利用深度学习预测工控网络通信异常的方法。首先,利用主成分分析方法对原始数据降维,消除原始数据集的相关性;其次,构建人工神经网络并利用万有引力搜索算法中粒子惯性质量计算思想改进的鱼群算法来优化极限学习机的输入权值和阈值。测试实验结果表明,异常检测的准确率有所提升,同时有效地缩短了检测时间,实现了利用深度学习预测工控网络通信异常的行为。 展开更多
关键词 工业控制网络 主成分分析 极限学习机 异常检测 人工鱼群算法 万有引力搜索算法
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工业控制网络中的良性蠕虫传播模型 被引量:2
20
作者 李妍 张宏宇 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第7期1286-1292,共7页
随着工业化和信息化的不断融合,工控系统的物理隔离逐渐被打破,越来越多的恶意软件已经威胁到了工控网络的安全。面对着针对工控网络的各种恶意攻击,良性蠕虫为我们提供了一种新的对抗策略。所以如何建立一个在工控网络中的良性蠕虫传... 随着工业化和信息化的不断融合,工控系统的物理隔离逐渐被打破,越来越多的恶意软件已经威胁到了工控网络的安全。面对着针对工控网络的各种恶意攻击,良性蠕虫为我们提供了一种新的对抗策略。所以如何建立一个在工控网络中的良性蠕虫传播模型就是我们要解决的关键问题。根据良性蠕虫的基本特点,在工控网络中建立了3种不同的SUIR模型,并对其无病平衡点和地方病平衡点的稳定性进行了推导证明。此外,我们对这3种不同的模型做了数值实验,实验结果表明兼备打补丁和主动查杀功能的良性蠕虫防御效果最好。最后我们对模型进行了仿真模拟,仿真实验的结果与数值实验拟合程度较好,可以证明我们对模型理论分析的正确性。 展开更多
关键词 良性蠕虫 工业控制网络 恶意软件传播动力学 仿真实验
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