基于FKPCA-HCIPSO-OCSVM的工控系统入侵检测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于FKPCA

【技术实现步骤摘要】
基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法和系统


[0001]本专利技术属于工业控制系统
，尤其涉及一种基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法。

技术介绍

[0002]随着工业控制系统(Industrial Control System，ICS)与IT技术的不断融合，其逐渐暴露在新型威胁之下，受到网络攻击的可能性不断加大，因此加强对工业控制系统安全技术的研究具有重要意义。而入侵检测是ICS安全防御中关键的一环，通过对系统中关键数据的收集分析，实时检测出系统内外的异常行为并采取相应的保护措施，可有效地增强系统的攻击检测及预警能力。
[0003]单类支持向量机(One Class Support Vector Machine，OCSVM)克服了支持向量机(SVM)的局限性，仅需一类样本即可有效地对检测模型进行训练，同时，OCSVM的训练时间较少，对样本数量的要求不大，对噪声数据具有鲁棒性，很好的满足了工业数据样本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法，其特征在于，包括：基于FKPCA算法，对原始工业数据集进行预处理，得到预处理后的数据集；根据预处理后的数据集，构建初始OCSVM入侵检测模型；采用HCIPSO算法，对初始OCSVM入侵检测模型进行参数寻优；根据初始OCSVM入侵检测模型和参数寻优确定的最优参数，得到FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM入侵检测模型；获取待测工控数据，对待测工控数据进行预处理后作为FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM入侵检测模型的输入，通过FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM入侵检测模型直接输出相应的入侵检测结果。2.根据权利要求1所述的基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法，其特征在于，基于FKPCA算法，对原始工业数据集进行预处理，得到预处理后的数据集，包括：对原始工业数据集中的各原始工业数据进行标准化处理；利用Fisher
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Score对标准化处理后的原始工业数据进行特征选择，构建新特征子集；采用KPCA方法，对构建的新特征子集进行降维，得到预处理后的数据集。3.根据权利要求2所述的基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法，其特征在于，通过如下公式(1)，对原始工业数据集中的各原始工业数据进行标准化处理：其中，S表示标准化后的数据，F表示原始特征，μ表示原始特征的平均值，σ表示原始特征的标准差。4.根据权利要求3所述的基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法，其特征在于，利用Fisher
‑
Score对标准化处理后的原始工业数据进行特征选择，构建新特征子集，包括：将标准化处理后的原始工业数据，划分为E类，得到样本数据集：[x1，x2，
…
，x
N
]；其中，N样本数据集特征维数；x
i
＝(x
1i
，x
2i
，
…
，x
li
)
T
，表示样本数据集的特征列向量，x
i
∈R，i＝1，2，
…
，N；通过如下公式(2)，计算样本数据各特征的Fisher
‑
Score值：其中，F
k
表示第k个特征的Fisher
‑
Score值；为类间散度，表示不同类别样本之间的距离；为类内散度，表示相同类别样本之间的距离；L表示样本数据集中样本数据的总个数；l
i
表示每一类样本数据中的样本数据的个数；x
k
表示样本x在第k个特征上取值的均值；表示第i类样本在第k个特征上的均值；m
k
表示所有样本在第k个特征上取值的均值；将样本数据集的N维特征按F
k
从大到小排序，选择前M个特征构建得到新特征子集U
LxM
。5.根据权利要求4所述的基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法，其特征在于，采用KPCA方法，对构建的新特征子集进行降维，得到预处理后的数据集，包括：输入新特征子集U
LxM
，根据如下公式(3)，计算得到核函数矩阵K：
其中，φ(
·
)表示数据在空间H的非线性映射量，满足K(x
i
，x
j
)表示核函数；根据如下公式(4)和(5)，确定中心化核矩阵并计算得到中心化核矩阵的特征值λ和特征向量α：和特征向量α：其中，λ≥0，I为L
×
L的单位矩阵，且满足I
ij
＝1/L；将λ降序排列并计算累积贡献率，选出满足如下公式(6)条件的前m个非线性主成分：得到降维后的非线性主成分Y
Lxm
：将降维后的非线性主成分Y
Lxm
，作为预处理后的数据集输出。6.根据权利要求5所述的基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法，其特征在于，其中，θ表示带宽，用于控制径向作用范围；x
i
和x
j
分别表示样本数据集中的第i个和第j特征向量。7.根据权利要求5所述的基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法，其特征在于，根据预处理后的数据集，构建初始OCSVM入侵检测模型，包括：读入预处理后的数据集，初始化粒子群；利用粒子群传递的参数g和参数v，构造初始OCSVM入侵检测模型。8.根据权利要求7所述的基于FKPCA
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HCIPSO
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OCSVM的工控系统入侵检测方法，其特征在于，采用HCIP...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子迎，刘心，王宇华，潘思辰，张迎灿，
申请(专利权)人：嘉应学院，
类型：发明
国别省市：