油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(Supervisory Control and Data Acquisition,SCADA)系統(tǒng)在網(wǎng)絡化和智能化的油氣生產(chǎn)控制和管理方面有不可替代的作用。目前,相對開放的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的信息安全問題不容忽視,在攻擊發(fā)生前實現(xiàn)預防和保護,保障SCADA系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行顯得非常重要。首先,本文從油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)中SCADA系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、功能建設和通信網(wǎng)絡等方面深入分析了油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的脆弱性和安全威脅。基于工業(yè)SCADA系統(tǒng)中安全風險評估的標準和過程,將攻擊樹建模、模糊層次分析法以及Shapiro-Wilk檢驗相結(jié)合提出了一種新的安全評估方法。在本文中以PLC為例對該方法進行說明,針對PLC設備中存在的脆弱性和安全威脅,構(gòu)建PLC設備的攻擊樹模型。采用模糊層次分析法對安全屬性權(quán)重進行賦值,并在賦值過程中引入Shapiro-Wilk檢驗降低專家打分的主觀性。評估結(jié)果表明該方法能夠有效地對油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)中的關鍵基礎設備進行安全評估,并得出發(fā)生概率最大的攻擊路徑。其次,針對目前油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)面臨的安全問題,將可信計算技術(shù)與ATENA項目架構(gòu)相結(jié)合,提出了一種基于ATENA的可信連接油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的安全防御框架。在部署的可信環(huán)境下通過監(jiān)視節(jié)點間的通信流、不間斷取證與合規(guī)審計以及檢測異常控制請求等減少可能的惡意行為。實現(xiàn)了入侵異常檢測系統(tǒng)、工業(yè)防火墻、安全隔離網(wǎng)閘等安全設備與可信連接服務器之間的聯(lián)動,在實際設備成為目標之前洞察攻擊者的動機和行為,進而提高油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的綜合防御能力。最后,為驗證本文中提出的安全防御框架,搭建了一個可擴展的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的模擬仿真平臺。在該平臺上分別對仿真的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)服務器和部署了可信連接的基于行為識別的主動防御框架的SCADA系統(tǒng)服務器進行攻擊。實驗結(jié)果表明本文針對油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)提出的安全防御框架是可行且有效的。
【學位單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.44;TN929.5;TE48
【部分圖文】：

工程碩士學位論文 Controller, PLC）、遠程終端單元（RemoteTerminal Unit, RTU）、控制執(zhí)行設備組成。圖 2.1 是油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)架構(gòu)。氣 SCADA 系統(tǒng)通過 HMI 來處理數(shù)據(jù)并由操作員查看和監(jiān)控，該可以與 SCADA 系統(tǒng)進行接口的控件和繪圖程序，易于標準化，可TU 或 PLC。分布式控制系統(tǒng)組件 IED、RTUs 或 PLCs 能夠在沒有的情況下自主地執(zhí)行簡單的邏輯過程。氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)包括各類井場和小、中、大型站場（廠集與控制系統(tǒng)建設，以及作業(yè)區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)管理中心的建設。其種模式：

氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)包括各類井場和小、中、大型站場（廠集與控制系統(tǒng)建設，以及作業(yè)區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)管理中心的建設。其種模式：圖 2.2 大型站場集中監(jiān)控模式

油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)SCADA系統(tǒng)模擬平臺

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本文編號：2826098