基于istio的微电网网络攻击防护方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于istio的微电网网络攻击防护方法、装置及系统，该方法包括：根据中央控制器和来自分布式控制器的通讯链路数据，对分布式电源的服务器的通讯链路进行监控，判断所述通讯链路是否发生异常；当数据传输发生异常时，切断所述服务器的通讯链路；当通讯流量下降超过第一预设值时，终止所述服务器中的服务。采用本发明专利技术实施例，实现由中央控制器对分布式电源的服务器的通讯链路进行整体监控；此外，根据中央控制器能够判断出FDI攻击造成的数据传输异常和DOS攻击造成的通讯流量下降，并采取切断通讯链路或终止服务的方式，实现对微电网同时针对多种网络攻击进行防护。现对微电网同时针对多种网络攻击进行防护。现对微电网同时针对多种网络攻击进行防护。

【技术实现步骤摘要】
基于istio的微电网网络攻击防护方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及微电网安全
，尤其涉及一种基于istio的微电网攻击防护方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]微电网将可再生能源、储能系统和本地负荷整合在一起，既可以与传统电网协调运行，也可以通过适当协调三级、二级和一级控制层实现稳定和高效的孤岛模式运行。目前，在微电网中主要使用分布式控制，因分布式控制具有更高的可靠性、更少的计算复杂性和稀疏的通信结构；但分布式控制也因缺乏安全防护的传感测控装置接入微电网、第三方分布式控制器可灵活访问微电网的信息系统，使微电网的信息系统具有较多网络攻击接入点并增大了受到网络攻击的风险；现有技术只能针对微电网的虚假数据注入(FDI)或某一种具体的网络攻击类型进行防护，难以做到从整体上同时对多种攻击类型进行防护。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于istio的微电网网络攻击防护方法、装置及系统，以解决现有技术难以同时对针对微电网的多种网络攻击进行防护的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于istio的微电网网络攻击防护方法，包括：
[0005]根据中央控制器和来自分布式控制器的通讯链路数据，对分布式电源的服务器的通讯链路进行监控，判断所述通讯链路是否发生异常；其中，所述异常包括：数据传输发生异常、通讯流量的减少量超过第一预设值；所述分布式控制器为根据istio框架设置在所述分布式电源的服务器的控制器，用于执行所述中央控制器下发的弹性控制服务；
[0006]当数据传输发生异常时，切断所述服务器的通讯链路；
[0007]当通讯流量下降超过第一预设值时，终止所述服务器中的服务。
[0008]本专利技术通过istio设置中央控制器和分布式控制器，其中，由中央控制器接收分布式控制器上传的通讯链路数据，并对分布式电源的服务器的通讯链路进行整体监控，避免了仅具有分布式控制器所造成的缺少安全监控的问题；此外，根据中央控制器能够判断出FDI攻击造成的数据传输异常和DOS攻击造成的通讯流量下降，并采取切断通讯链路或终止服务的方式，实现对微电网同时针对多种网络攻击进行防护。
[0009]进一步地，所述根据中央控制器和来自分布式服务器的通通讯链路数据，对分布式电源的服务器的通讯链路进行监控，判断所述通讯链路是否发生异常，具体为：
[0010]其中，所述通讯链路数据包括：传通讯流量、数据帧长度和传输误码率；所述数据传输发生异常包括：数据帧长度变化量超过第二预设值、传输误码率超过第三预设值；
[0011]接收所述分布式控制器上传的通讯流量、数据帧长度和传输误码率；
[0012]根据所述中央控制器，计算通讯流量的减少量、数据帧长度变化量；
[0013]当所述通讯流量的减少量超过第一预设值、所述数据帧长度变化量超过第二阈值
或所述传输误码率超过第三预设值时，判定所述通讯链路发生异常。
[0014]本专利技术通过根据分布式服务器上传的通讯流量、数据帧长度和传输误码率，计算得到数据帧长度变化量，能够判定FDI攻击造成的数据帧长度变化量较高以及传输误码率较高的两种情况，更为精确的识别各种类型的网络攻击，以使微电网得到准确的防护。
[0015]进一步地，所述接收所述分布式控制器上传的通讯流量、数据帧长度和传输误码率，具体为：
[0016]接收所述分布式控制器上传的所述通讯流量、所述数据帧长度和根据边界状态收发服务统计的所述传输误码率；其中，所述边界状态收发服务为所述中央控制器下发至所述分布式控制器的弹性控制服务。
[0017]本专利技术通过istio框架设置中央控制器和部署在分布式电源的服务器上的分布式控制器，在实现分布式控制器灵活访问电网信息的同时，执行中央控制器下放的弹性控制服务，将通讯链路数据发送至中央控制器，保证对通讯链路进行整体的监控。
[0018]进一步地，在所述当数据传输发生异常时，切断所述服务器的通讯链路的同时，包括：
[0019]接收分布式估计器根据交替方向乘子算法和第一优化问题，计算得到的潮流信息；其中，所述分布式估计器为根据istio框架设置在所述分布式电源的服务器的状态估计器，用于接收传感器的收集测量值并执行所述中央控制器下发的弹性控制服务；所述交替方向乘子算法为所述中央控制器下发至所述分布式估计器的弹性控制服务；所述第一优化问题的表达式为：
[0020][0021]其中，w
I
表示区域I的状态，z
i
为区域i的收集测量值，α
I
表示区域I中注入的虚假数据，τ
I
是预期的虚假数据，w
i
[j]区域i中与区域j重叠的边界状态变量，w
i,j
为中间状态变量。
[0022]本专利技术的第一优化问题预期了虚假数据的注入，因此在用所述第一优化问题结合交替方向乘子算法进行求解，可以抵消虚假数据造成的影响，对潮流信息实现准确估计，实现对FDI攻击的恢复。
[0023]进一步地，所述终止所述服务器中的服务，具体为：
[0024]删除所述服务器中的服务，或者，断开所述服务器中的服务与系统网络之间的连接。
[0025]进一步地，在所述切断所述服务器的通讯链路，或者，所述终止所述服务器中的服务之后，包括：
[0026]根据所述中央控制器，对所述服务器的服务进行证书检查，判断所述服务是否能与Citedel安全组件建立连接；
[0027]当所述服务无法与Citedel安全组件建立连接时，根据istio框架备份的服务，重新生成所述服务。
[0028]本专利技术针对FDI攻击和DOS攻击失败后可能发生的直接针对服务的攻击，在对FDI攻击和DOS攻击防御后，根据Citedel安全组件对服务的证书进行验证，如果服务被删除或修改，将无法实现与Citedel安全组件建立连接，因此利用istio框架对服务的备份进行恢
复，实现对针对服务的网络攻击的防护。
[0029]进一步地，在所述根据所述中央控制器，对所述服务器的服务进行证书检查，判断所述服务是否能与Citedel安全组件建立连接之前，包括：
[0030]解析并校验所述分布式控制器的参数，判断所述服务器的服务是否以不合法的参数运行，或者，出现未知的参数；
[0031]当所述服务器的服务以合法的参数运行，并且，并非出现未知参数时，建立istioCA；
[0032]根据所述istioCA，初始化并运行SecretController，监听所述服务器的服务并为所述服务生成证书密钥对；初始化并运行gRPC服务器，所述gRPC服务器用于接收证书请求文件，并为所述服务签发证书；
[0033]初始化证书轮换器，启动所述Citedel安全组件。
[0034]本专利技术在执行针对服务的网络攻击的防护之前，确保分布式控制器处在正常的运行环境，再通过istioCA和gRPC服务器实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于istio的微电网网络攻击防护方法，其特征在于，包括：根据中央控制器和来自分布式控制器的通讯链路数据，对分布式电源的服务器的通讯链路进行监控，判断所述通讯链路是否发生异常；其中，所述异常包括：数据传输发生异常、通讯流量的减少量超过第一预设值；所述分布式控制器为根据istio框架设置在所述分布式电源的服务器的控制器，用于执行所述中央控制器下发的弹性控制服务；当数据传输发生异常时，切断所述服务器的通讯链路；当通讯流量下降超过第一预设值时，终止所述服务器中的服务。2.如权利要求1所述的基于istio的微电网网络攻击防护方法，其特征在于，所述根据中央控制器和来自分布式服务器的通通讯链路数据，对分布式电源的服务器的通讯链路进行监控，判断所述通讯链路是否发生异常，具体为：其中，所述通讯链路数据包括：传通讯流量、数据帧长度和传输误码率；所述数据传输发生异常包括：数据帧长度变化量超过第二预设值、传输误码率超过第三预设值；接收所述分布式控制器上传的通讯流量、数据帧长度和传输误码率；根据所述中央控制器，计算通讯流量的减少量、数据帧长度变化量；当所述通讯流量的减少量超过第一预设值、所述数据帧长度变化量超过第二阈值或所述传输误码率超过第三预设值时，判定所述通讯链路发生异常。3.如权利要求2所述的基于istio的微电网网络攻击防护方法，其特征在于，所述接收所述分布式控制器上传的通讯流量、数据帧长度和传输误码率，具体为：接收所述分布式控制器上传的所述通讯流量、所述数据帧长度和根据边界状态收发服务统计的所述传输误码率；其中，所述边界状态收发服务为所述中央控制器下发至所述分布式控制器的弹性控制服务。4.如权利要求1所述的基于istio的微电网网络攻击防护方法，其特征在于，在所述当数据传输发生异常时，切断所述服务器的通讯链路的同时，包括：接收分布式估计器根据交替方向乘子算法和第一优化问题，计算得到的潮流信息；其中，所述分布式估计器为根据istio框架设置在所述分布式电源的服务器的状态估计器，用于接收传感器的收集测量值并执行所述中央控制器下发的弹性控制服务；所述交替方向乘子算法为所述中央控制器下发至所述分布式估计器的弹性控制服务；所述第一优化问题的表达式为：表达式为：其中，w
i
表示区域i的状态，z
i
为区域i的收集测量值，α
i
表示区域i中注入的虚假数据，τ
i
是预期的虚假数据，w
i
[j]区域i中与区域j重叠的边界状态变量，w
i,j
为中间状态变量。5.如权利要求1所述的基于istio的微电网网络攻击防护方法，其特征在于，所述终止所述服务器中的服务，具体为：删除所述服务器中的服务，或者，断开所述服务器中的服务与系统网络之间的连接。6.如权利要求1
‑
5中任意一项所述的基于istio的微电网网络攻击防护方法，其特征在于，在所述切断所述服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏卓，丁俐夫，刘嘉宁，颜钢锋，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：