一种互联非线性信息物理系统的分布式混合网络攻击检测方法技术方案

本发明专利技术涉及互联非线性信息物理系统的分布式混合网络攻击检测方法。本发明专利技术公开了一种互联非线性信息物理系统的分布式混合网络攻击检测方法，包括外界干扰和混合网络攻击。本发明专利技术针对遭受外界干扰、执行器和传感器的混合网络攻击下互联非线性信息物理系统模型，设计分布式观测器，并在此基础上，设计基于分布式观测器的混合网络攻击检测机制，最后对整个闭环系统进行稳定性分析和证明，从而实现对互联非线性信息物理系统的混合网络攻击检测。本发明专利技术的有益效果是，解决了互联非线性信息物理系统混合网络攻击的分布式检测问题，为了提升互联信息物理系统的安全性和可靠性。联信息物理系统的安全性和可靠性。联信息物理系统的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种互联非线性信息物理系统的分布式混合网络攻击检测方法


[0001]本专利技术涉及混合网络攻击检测，具体而言，涉及互联非线性信息物理系统的分布式混合网络攻击检测方法。

技术介绍

[0002]随着物联网与人工智能的融合驱动，互联信息物理系统得到广泛应用，如智能电网系统、跨域无人系统等。然而，各种网络攻击如虚假数据注入攻击，拒绝服务攻击等层出不穷，对互联信息系统的安全性与稳定性造成极大的威胁，造成巨大经济损失。
[0003]为了应对网络攻击对互联信息物理系统的影响，提高系统的安全性，许多网络攻击检测方法被研究。文献[H.Sedjelmaci,S.M.Senouci and N.Ansari,"A Hierarchical Detection and Response System to Enhance Security Against Lethal Cyber
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Attacks in UAV Networks,"IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics:Systems本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种互联非线性信息物理系统的分布式混合攻击检测方法，包括外界干扰和混合网络攻击下的互联非线性信息物理系统模型，基于分布式观测器的混合网络攻击检测机制及闭环系统稳定性分析与证明；其特征在于，包括如下步骤：步骤1：结合执行器假数据注入网络攻击、传感器假数据注入网络攻击和外界干扰函数特征，建立由N个相互连接的信息物理子系统组成的互联非线性信息物理系统模型；步骤2：结合系统模型特征，定义扩展状态，建立增广系统，引入常数矩阵，进而设计分布式观测器，再利用所得残差信号，建立混合网络攻击检测机制；步骤3：基于估计误差动态方程和李雅普诺夫稳定性理论，实现闭环系统稳定性分析与证明；所述外界干扰和混合网络攻击下的互联非线性信息物理系统模型是由N个相互连接的信息物理子系统组成的，其中第i个遭受执行器虚假数据注入网络攻击、传感器虚假数据注入网络攻击和外界干扰的信息物理子系统状态空间模型表示为其中i＝1,2,
…
N；x
i
(t)，u
i
(t)，y
i
(t)，a
i
(t)和d
i
(t)分别表示信息物理子系统的状态变量、控制输入信号、测量输出变量、虚假数据注入网络攻击和外界干扰；f
i
(x
i
,u
i
,t)表示已知的非线性函数；h
ij
(x
j
,u
j
,t)表示第i个信息物理子系统和其他邻居子系统的非线性耦合项；中的表示与第i个信息物理子系统有数据交互的邻居信息物理子系统集；D
ai
为传感器网络攻击参数矩阵；A
i
，B
i
，C
i
和D
i
分别为已知系统参数矩阵；所述基于分布式观测器的混合网络攻击检测机制为：首先，基于外界干扰和混合网络攻击下的互联非线性信息物理系统模型得到增广系统，其表达式为其中z
i
(t)＝[x
iT
(t) a
iT
(t)]
T
为系统模型的扩展状态；的扩展状态；M
i
为常数矩阵；I为单位矩阵；其次，根据上述增广系统设计得到分布式观测器为：其中和分别是状态变量z
i
(t)和输出变量y
i
(t)的估计值，和是对非线性项和的估计，矩阵是参数矩阵；并得到残差信号为I
r
＝[0 I]；最后利用分布式观测器估计得到的攻击信号，设计混合网络攻击检测机制：若|r
i
(t)|＞r
th
，定义flag
i
＝1，否则，flag
i
＝0，其中r
th
为攻击检测阈值，则判定为攻击发生，系统可发出示警，提醒操作人员进行排查和系统维护，以减少系统性能损失；所述闭环系统稳定性分析与证明,首先设计估计误差动态方程
其中估计误差为其中估计误差为其次分析估计...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴弘毅，陈勇，李露，潘成伟，刘越智，张龙杰，贺叶杰，唐辉，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：