信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical System,簡稱CPS）由于感知層的傳感器節(jié)點(diǎn)部署的隨機(jī)性以及數(shù)據(jù)交互無線通訊信道的開放性,導(dǎo)致系統(tǒng)容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的威脅,如虛假數(shù)據(jù)注入攻擊（False Data Injection,簡稱FDI）。本文針對(duì)虛假數(shù)據(jù)注入攻擊下信息物理系統(tǒng)的安全控制問題展開研究,具體內(nèi)容如下:首先,考慮信息物理系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)場景,假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)部基于殘差的檢測(cè)算法檢測(cè)數(shù)據(jù)的異常行為,提出一種新穎的FDI攻擊策略,即數(shù)據(jù)重新排序攻擊策略。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部存在卡方檢測(cè)機(jī)制監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常行為時(shí),攻擊者可以使用該策略,能夠在不被探測(cè)機(jī)制發(fā)現(xiàn)的情況下改變數(shù)據(jù)包的排列順序,進(jìn)而影響狀態(tài)估計(jì)的精度。除此之外,給出了估計(jì)誤差協(xié)方差的演化過程,分析了遭受攻擊時(shí)系統(tǒng)性能的下降。同時(shí)利用終端估計(jì)誤差協(xié)方差作為性能指標(biāo),得到了最佳攻擊策略的充分條件。其次,針對(duì)FDI攻擊對(duì)CPS的影響,本文通過建立網(wǎng)絡(luò)攻擊模型,提出一種卡方檢測(cè)和相似性檢測(cè)相結(jié)合的檢測(cè)方法。利用卡爾曼濾波器對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行估計(jì),并將估計(jì)值通過卡方檢測(cè)器和相似性檢測(cè)器與系統(tǒng)的觀測(cè)值進(jìn)行比較,從而判定是否有攻擊發(fā)生�？ǚ綑z測(cè)可以檢... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

過程穩(wěn)定仿真圖

圖 3.3 過程不穩(wěn)定仿真圖章小結(jié) 的發(fā)展正面臨許多困難與挑戰(zhàn)，本文考慮 CPS 的狀態(tài)估計(jì)場景的數(shù)據(jù)重新排序的 FDI 攻擊策略，由于不需要系統(tǒng)參數(shù)的知識(shí)通過劫持網(wǎng)關(guān)很容易實(shí)現(xiàn)。本文所設(shè)計(jì)的 FDI 攻擊策略，通過數(shù)據(jù)包排列順序，破壞傳輸數(shù)據(jù)的完整性，因?yàn)樾薷暮蟮母轮抵祂z 遵循相同的高斯分布 N (0, )，所以可以避免2 虛假數(shù)據(jù)檢導(dǎo)致系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。同時(shí)給出了遠(yuǎn)程估計(jì)誤差協(xié)方差在攻擊分析了系統(tǒng)性能的下降。為了能夠更好的體現(xiàn)出所設(shè)計(jì)的攻擊不良影響，本文以終端估計(jì)誤差協(xié)方差作為性能指標(biāo)，證明了列更新值序列是最佳的攻擊策略，使得終端估計(jì)誤差協(xié)方差最的狀態(tài)估計(jì)性能。

0以得到系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)下，卡爾曼濾波器的增益0.5939 0.06940.0694 0.9161K ，可以得到增益L 1 .0285 0 .6180 。檢測(cè)系統(tǒng)是否受到惡里得度量公式(2.12)和余弦相似性公式(2.13)，可以得到歐氏距大小，依據(jù)提出的檢測(cè)方法，選出歐氏距離和余弦相似性綜合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并比較 與閾值的大小。因?yàn)榭紤]系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型，所以當(dāng)狀態(tài)變量變化較大時(shí)，說明系統(tǒng)已經(jīng)受到惡意攻擊或此，為了盡可能的避免錯(cuò)誤的報(bào)警，設(shè)置一個(gè)適當(dāng)?shù)拈撝凳怯葹?]和文獻(xiàn)[62]中的卡方檢測(cè)表以及隨機(jī)的干擾，結(jié)合 4.4.1 節(jié)閾取，設(shè)定的閾值為 2.6。.6 表示系統(tǒng)沒有受到虛假數(shù)據(jù)注入攻擊時(shí)的檢測(cè)情況，從圖中 g k 一直是處在閾值以下的。圖4.7 為系統(tǒng)遭受 FDI 攻擊時(shí)系值的綜合指數(shù) 的變化曲線，顯而易見，與系統(tǒng)不存在攻 大于預(yù)設(shè)的閾值，驗(yàn)證了本文所提出的攻擊檢測(cè)方法可以在虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的入侵行為。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3315301