一种基于监控频率随机化的PLC隐蔽攻击检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于监控频率随机化的PLC隐蔽攻击检测方法。该方法主要包括以下步骤：1)获取SCADA采样数据对PLC控制逻辑的还原误差；2)利用最小均方误差估计方法还原PLC控制逻辑；3)获取控制命令预测误差与SCADA监控频率的关系；4)利用SCADA监控频率随机化检测针对PLC的隐蔽攻击。本发明专利技术通过SCADA监控频率随机化，成功实现了对PLC隐蔽攻击的高效检测，同时确保了工业控制系统的安全和稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及攻击检测与预防领域，具体为一种基于监控频率随机化的plc隐蔽攻击检测方法。

技术介绍

1、在工业4.0的时代背景下，工业控制系统(ics)已经成为制造和生产过程的关键组件。其中，可编程逻辑控制器(plc)在ics中起着核心作用，管理着从传感器到执行器的所有交互，确保生产线和其他关键过程的流畅运行，同时，实时监控与数据采集系统(scada)作为监控工具，负责捕捉和显示物理过程的关键参数。

2、然而，现代ics面临的网络安全威胁正在增长。由于scada系统的监控频率通常低于plc的执行频率，这为潜在的攻击者提供了利用的空间，使攻击者能够在scada采样之间的间隙内执行恶意操作。如果攻击者成功地对plc内的特定内存地址进行隐蔽攻击，这可能会对整个系统造成严重的物理损害。

3、传统的入侵检测系统(ids)针对此类攻击的检测效果可能较为困难，它们主要针对的是网络层面的异常流量，而忽略了物理层面的微妙变化。这导致明显的安全漏洞：即网络行为正常，物理过程却已经受到了攻击。为了应对这种情况，本专利技术引入了基于监控频率随机化的plc隐本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于监控频率随机化的PLC隐蔽攻击检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于监控频率随机化的PLC隐蔽攻击检测方法，其特征在于，所述步骤1中，引入随机变量来表示SCADA对PLC控制逻辑的还原误差，还原误差取决于监控间隔内未被记录到的控制误差和中间状态。

3.根据权利要求2所述的基于监控频率随机化的PLC隐蔽攻击检测方法，其特征在于，所述步骤1中，对于PID控制模型有：

4.根据权利要求3所述的基于监控频率随机化的PLC隐蔽攻击检测方法，其特征在于，所述步骤1中，在工业控制系统ICS的稳定运行期间，传感器读数y(k)被维持在预设...

【技术特征摘要】

1.一种基于监控频率随机化的plc隐蔽攻击检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于监控频率随机化的plc隐蔽攻击检测方法，其特征在于，所述步骤1中，引入随机变量来表示scada对plc控制逻辑的还原误差，还原误差取决于监控间隔内未被记录到的控制误差和中间状态。

3.根据权利要求2所述的基于监控频率随机化的plc隐蔽攻击检测方法，其特征在于，所述步骤1中，对于pid控制模型有：

4.根据权利要求3所述的基于监控频率随机化的plc隐蔽攻击检测方法，其特征在于，所述步骤1中，在工业控制系统ics的稳定运行期间，传感器读数y(k)被维持在预设的工作状态s(k)附近，使得相应的控制误差e(k)具有与y(k)测量噪声相同的分布，其中测量噪声符合高斯分布并保持不变；因此，还原误差同样遵循不变的高斯分布。

5.根据权利要求3所述的基于监控频率随机化的plc隐蔽攻击检测方法，其特征在于，所述步骤2中，给定scada记录的控制误差和记录的控制命令利用最小均方误差估计方法得到scada预测的控制命令具体步骤如下：

6.根据权利要求1所述的基于监控频率随机化的plc隐蔽攻击检测方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泽域，秦禛，程鹏，陈积明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：