基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水利泵站工控安全研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-30 23:17
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展與工業(yè)信息化的不斷推進(jìn),傳統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求,德國(guó)“工業(yè)4.0”的推出更是加強(qiáng)了工業(yè)控制系統(tǒng)的對(duì)外開放,大量與外界復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)導(dǎo)致工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全受到威脅。近年來世界各地工控安全事故頻發(fā),對(duì)社會(huì)造成了很大影響,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)通信網(wǎng)的安全防護(hù),本文以常熟水利樞紐望虞河泵站為背景,深入分析工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的通信特性,利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水利泵站工控網(wǎng)進(jìn)行入侵檢測(cè)與安全防護(hù)。本文的主要研究工作有:(1)針對(duì)水利泵站工控網(wǎng)通信協(xié)議Modbus/TCP協(xié)議進(jìn)行分析,重點(diǎn)討論Modbus/TCP在通訊機(jī)制、報(bào)文格式和功能碼方面的特性,由此總結(jié)出其存在的安全漏洞。在此基礎(chǔ)上,對(duì)Modbus/TCP通訊協(xié)議出現(xiàn)的典型異常行為進(jìn)行分類,羅列出四種常見的異常行為。然后對(duì)Modbus/TCP協(xié)議數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)先過濾處理,主要通過白名單自學(xué)習(xí)方式過濾掉一些不符合自定義規(guī)則的數(shù)據(jù),分析Modbus/TCP的請(qǐng)求/響應(yīng)機(jī)制,并基于Modbus雙向通信機(jī)制選取協(xié)議常見攻擊表現(xiàn)形式所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)特征,對(duì)攻擊行為進(jìn)行防護(hù)分析。(2)分析特征學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)及深度學(xué)習(xí)的相關(guān)技術(shù),...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 工控系統(tǒng)安全研究現(xiàn)狀
1.2.2 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究?jī)?nèi)容
1.4 本文組織架構(gòu)
第2章 水利泵站工控網(wǎng)協(xié)議研究
2.1 工控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議
2.1.1 Modbus協(xié)議特性分析
2.1.2 Modbus協(xié)議的脆弱性分析
2.2 Modbus/TCP通訊協(xié)議典型異常行為分類
2.3 本章小結(jié)
第3章 深度學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)
3.1 深度學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)
3.1.1 深度學(xué)習(xí)基本思想
3.1.2 深度學(xué)習(xí)常用模型
3.2 受限玻爾茲曼機(jī)
3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.4 本章小結(jié)
第4章 水利泵站工控協(xié)議Modbus/TCP特征檢測(cè)
4.1 Modbus/TCP協(xié)議數(shù)據(jù)流過濾
4.2 功能碼雙向通信的特征檢測(cè)
4.3 基于雙向功能碼特征的異常檢測(cè)模型設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于DBN的水利泵站工控協(xié)議入侵檢測(cè)
5.1 特征學(xué)習(xí)
5.2 基于深度信念網(wǎng)絡(luò)模型的特征學(xué)習(xí)
5.2.1 DBN算法學(xué)習(xí)過程
5.2.2 DBN網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建
5.2.3 基于DBN的入侵檢測(cè)系統(tǒng)
5.3 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)分析
6.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
6.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)
6.3 實(shí)驗(yàn)與分析
6.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
6.3.2 基于DBN結(jié)構(gòu)的算法實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證
6.3.3 算法對(duì)比驗(yàn)證
6.4 系統(tǒng)交互管理界面設(shè)計(jì)
6.4.1 算法對(duì)比模塊
6.4.2 其他功能模塊
6.4.3 用戶管理中心
6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
詳細(xì)摘要
本文編號(hào):3416816
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 工控系統(tǒng)安全研究現(xiàn)狀
1.2.2 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究?jī)?nèi)容
1.4 本文組織架構(gòu)
第2章 水利泵站工控網(wǎng)協(xié)議研究
2.1 工控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議
2.1.1 Modbus協(xié)議特性分析
2.1.2 Modbus協(xié)議的脆弱性分析
2.2 Modbus/TCP通訊協(xié)議典型異常行為分類
2.3 本章小結(jié)
第3章 深度學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)
3.1 深度學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)
3.1.1 深度學(xué)習(xí)基本思想
3.1.2 深度學(xué)習(xí)常用模型
3.2 受限玻爾茲曼機(jī)
3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.4 本章小結(jié)
第4章 水利泵站工控協(xié)議Modbus/TCP特征檢測(cè)
4.1 Modbus/TCP協(xié)議數(shù)據(jù)流過濾
4.2 功能碼雙向通信的特征檢測(cè)
4.3 基于雙向功能碼特征的異常檢測(cè)模型設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于DBN的水利泵站工控協(xié)議入侵檢測(cè)
5.1 特征學(xué)習(xí)
5.2 基于深度信念網(wǎng)絡(luò)模型的特征學(xué)習(xí)
5.2.1 DBN算法學(xué)習(xí)過程
5.2.2 DBN網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建
5.2.3 基于DBN的入侵檢測(cè)系統(tǒng)
5.3 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)分析
6.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
6.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)
6.3 實(shí)驗(yàn)與分析
6.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
6.3.2 基于DBN結(jié)構(gòu)的算法實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證
6.3.3 算法對(duì)比驗(yàn)證
6.4 系統(tǒng)交互管理界面設(shè)計(jì)
6.4.1 算法對(duì)比模塊
6.4.2 其他功能模塊
6.4.3 用戶管理中心
6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
詳細(xì)摘要
本文編號(hào):3416816
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