梁　耀,冯冬芹

(浙江大学 智能系统与控制研究所 工业控制技术国家重点实验室,浙江 杭州 310027)



基于攻击增益的工业控制系统物理层安全风险评估

梁耀,冯冬芹

(浙江大学 智能系统与控制研究所 工业控制技术国家重点实验室,浙江 杭州 310027)

摘要:通过借鉴多输入多输出(MIMO)系统中变量配对的思想,基于相对增益阵列(RGA)设计衡量闭环状态下每个输出对不同攻击输入的敏感程度的指标,即闭环攻击增益矩阵.结合逼近理想解(TOPSIS)法,提出定量分析工业控制系统物理层安全风险的评估方法.通过精馏塔实验平台的案例分析,直观地展现攻击效果,验证闭环攻击增益矩阵的正确性,得出控制回流比的设备区域在该控制系统物理层中安全风险最大.实验结果表明,该评估方法能较全面地结合被控对象的客观属性,科学合理地量化评估工业控制系统物理层中潜在的安全风险.

关键词：安全风险评估；工业控制系统物理层；多输入多输出(MIMO)系统；相对增益阵列(RGA)；闭环攻击增益矩阵；逼近理想解(TOPSIS)

工业控制系统(industrial control system,ICS)指的是由工业被控对象和控制单元所构成的有机整体,ICS在很多领域得到了应用,包括电力、水设施、石油和天然气、化工、交通、造纸和离散制造等[1].然而,随着通用的通信网络和多样化的信息技术(information technology,IT)组件在ICS中得到了应用,使得这些领域的ICS更容易受到安全威胁[2].如何对工业控制系统进行安全风险评估成了ICS安全性研究的热点,也是本文的研究重……