基于機(jī)器學(xué)習(xí)的電網(wǎng)虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-18 13:19
2019年1月17日,國(guó)家電網(wǎng)公司在兩會(huì)報(bào)告中將建設(shè)運(yùn)營(yíng)“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”提升至企業(yè)戰(zhàn)略地位,隨著我國(guó)電力系統(tǒng)智能化程度的進(jìn)一步提升,網(wǎng)絡(luò)攻擊所產(chǎn)生的破壞程度可能超出正常預(yù)期。電力系統(tǒng)已經(jīng)具備信息物理融合系統(tǒng)(CPS)的典型特征,發(fā)生信息安全事件可能引發(fā)大規(guī)模停電事故等嚴(yán)重后果。虛假數(shù)據(jù)注入攻擊(FDIAs)作為一種新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攻擊,可以成功繞過(guò)不良數(shù)據(jù)檢測(cè)機(jī)制,使電力量測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生偏移,在極其隱蔽的條件下誤導(dǎo)控制中心操作,嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法難以檢測(cè)這種攻擊,為保證智能電網(wǎng)的運(yùn)行安全,本文通過(guò)分析虛假數(shù)據(jù)注入攻擊機(jī)理,利用機(jī)器學(xué)習(xí)在處理二分類問(wèn)題上的優(yōu)勢(shì),以監(jiān)督學(xué)習(xí)的方式,將虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)工作歸納于模型訓(xùn)練與分類決策兩個(gè)步驟,從數(shù)據(jù)樣本構(gòu)建、特征提取和檢測(cè)模型構(gòu)建三個(gè)方面著手電網(wǎng)虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法的研究。本文基于機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建攻擊檢測(cè)模型,那么包含正負(fù)樣本的電力量測(cè)數(shù)據(jù)樣本集是模型訓(xùn)練與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。首先,考慮攻擊者掌握完整電網(wǎng)拓?fù)湫畔⒑头峭暾娋W(wǎng)拓?fù)湫畔煞N條件,深入分析討論了虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的攻擊機(jī)理;然后,分別構(gòu)建了IEEE-14-bus與I...
【文章來(lái)源】:東北電力大學(xué)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
IEEE14-bus 系統(tǒng)攻擊前后變化情況
圖 3-2 IEEE118-bus 系統(tǒng)攻擊前后變化情況看出,IEEE118-bus 原始系統(tǒng)的量測(cè)數(shù)據(jù)注入攻擊向態(tài)變量的分布仍與原始值保持一致,使得狀態(tài)估計(jì)殘 IEEE118-bus 系統(tǒng),仍然在非完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下,
Step2:隨機(jī)選擇特征 P 中的單個(gè)值 Q;Step3:根據(jù)特征 P,對(duì)每條記錄進(jìn)行二叉樹(shù)分割,若屬性 P 中的任意記錄 R < Q,則將此記錄放在左子節(jié)點(diǎn),若 R ≥ Q,則放在右子節(jié)點(diǎn);Step4:遞歸構(gòu)造左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn),構(gòu)建二叉樹(shù),直到滿足每條樣本都被孤立或樹(shù)的高度 l 達(dá)到了限定高度,構(gòu)成 iTree,下圖為異常數(shù)據(jù) xo與正常數(shù)據(jù) xi的孤立過(guò)程。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型群智能優(yōu)化算法綜述[J]. 林詩(shī)潔,董晨,陳明志,張凡,陳景輝. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(12)
[2]面向SCADA的網(wǎng)絡(luò)攻擊對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響[J]. 丁明,李曉靜,張晶晶. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(11)
[3]基于廣域測(cè)量信息的電力系統(tǒng)故障診斷解析模型(英文)[J]. 張巖,文福拴,熊文,牛振勇,趙宏偉,尚慧玉. 電力建設(shè). 2018(05)
[4]基于深度學(xué)習(xí)的電力大數(shù)據(jù)融合與異常檢測(cè)方法[J]. 劉冬蘭,馬雷,劉新,李冬,常英賢. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2018(04)
[5]機(jī)器學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)空間安全研究中的應(yīng)用[J]. 張蕾,崔勇,劉靜,江勇,吳建平. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2018(09)
[6]基于梯度提升決策樹(shù)的微博虛假消息檢測(cè)[J]. 段大高,蓋新新,韓忠明,劉冰心. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(02)
[7]基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的虛假數(shù)據(jù)攻擊檢測(cè)方法[J]. 何耀,周聰,鄭凌月,張維錫,謝育軒. 中國(guó)電力. 2017(10)
[8]基于改進(jìn)快速密度峰值聚類算法的電力大數(shù)據(jù)異常值檢測(cè)[J]. 劉鳳魁,鄧春宇,王曉蓉,王新迎. 電力信息與通信技術(shù). 2017(06)
[9]基于時(shí)間序列提取和維諾圖的電力數(shù)據(jù)異常檢測(cè)方法[J]. 裴湉,齊冬蓮. 電力建設(shè). 2017(05)
[10]基于物理-信息模糊推理的智能電網(wǎng)攻擊檢測(cè)方法[J]. 劉揚(yáng),方圓,孫鴻,劉烴. 中國(guó)科技論文. 2016(14)
碩士論文
[1]基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的多樣化推薦算法研究[D]. 程佩哲.山東大學(xué) 2017
[2]智能電網(wǎng)中虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法研究[D]. 安培秀.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[3]基于AUC的分類器性能評(píng)估問(wèn)題研究[D]. 蔣帥.吉林大學(xué) 2016
本文編號(hào):2985019
【文章來(lái)源】:東北電力大學(xué)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
IEEE14-bus 系統(tǒng)攻擊前后變化情況
圖 3-2 IEEE118-bus 系統(tǒng)攻擊前后變化情況看出,IEEE118-bus 原始系統(tǒng)的量測(cè)數(shù)據(jù)注入攻擊向態(tài)變量的分布仍與原始值保持一致,使得狀態(tài)估計(jì)殘 IEEE118-bus 系統(tǒng),仍然在非完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下,
Step2:隨機(jī)選擇特征 P 中的單個(gè)值 Q;Step3:根據(jù)特征 P,對(duì)每條記錄進(jìn)行二叉樹(shù)分割,若屬性 P 中的任意記錄 R < Q,則將此記錄放在左子節(jié)點(diǎn),若 R ≥ Q,則放在右子節(jié)點(diǎn);Step4:遞歸構(gòu)造左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn),構(gòu)建二叉樹(shù),直到滿足每條樣本都被孤立或樹(shù)的高度 l 達(dá)到了限定高度,構(gòu)成 iTree,下圖為異常數(shù)據(jù) xo與正常數(shù)據(jù) xi的孤立過(guò)程。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型群智能優(yōu)化算法綜述[J]. 林詩(shī)潔,董晨,陳明志,張凡,陳景輝. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(12)
[2]面向SCADA的網(wǎng)絡(luò)攻擊對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響[J]. 丁明,李曉靜,張晶晶. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(11)
[3]基于廣域測(cè)量信息的電力系統(tǒng)故障診斷解析模型(英文)[J]. 張巖,文福拴,熊文,牛振勇,趙宏偉,尚慧玉. 電力建設(shè). 2018(05)
[4]基于深度學(xué)習(xí)的電力大數(shù)據(jù)融合與異常檢測(cè)方法[J]. 劉冬蘭,馬雷,劉新,李冬,常英賢. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2018(04)
[5]機(jī)器學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)空間安全研究中的應(yīng)用[J]. 張蕾,崔勇,劉靜,江勇,吳建平. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2018(09)
[6]基于梯度提升決策樹(shù)的微博虛假消息檢測(cè)[J]. 段大高,蓋新新,韓忠明,劉冰心. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(02)
[7]基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的虛假數(shù)據(jù)攻擊檢測(cè)方法[J]. 何耀,周聰,鄭凌月,張維錫,謝育軒. 中國(guó)電力. 2017(10)
[8]基于改進(jìn)快速密度峰值聚類算法的電力大數(shù)據(jù)異常值檢測(cè)[J]. 劉鳳魁,鄧春宇,王曉蓉,王新迎. 電力信息與通信技術(shù). 2017(06)
[9]基于時(shí)間序列提取和維諾圖的電力數(shù)據(jù)異常檢測(cè)方法[J]. 裴湉,齊冬蓮. 電力建設(shè). 2017(05)
[10]基于物理-信息模糊推理的智能電網(wǎng)攻擊檢測(cè)方法[J]. 劉揚(yáng),方圓,孫鴻,劉烴. 中國(guó)科技論文. 2016(14)
碩士論文
[1]基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的多樣化推薦算法研究[D]. 程佩哲.山東大學(xué) 2017
[2]智能電網(wǎng)中虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法研究[D]. 安培秀.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[3]基于AUC的分類器性能評(píng)估問(wèn)題研究[D]. 蔣帥.吉林大學(xué) 2016
本文編號(hào):2985019
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