翁品迪 陈 博 俞 立

1.浙江工业大学网络空间安全研究院 杭州 310023 2.浙江工业大学信息工程学院 杭州 310023

信息物理系统(Cyber-physical systems,CPSs)是一个综合了计算、网络和物理环境的多维智能化复杂系统,它借助有线或无线通信网络将各个关键设施整合在一起,使得人机和物理进程的交互更加便捷.随着网络通信、嵌入式系统、计算机控制及相关硬件技术的不断发展,信息物理系统已引起了工业界的广泛关注[1-3].然而在此框架下,原有系统的封闭性被打破,使其面临着来自网络攻击的安全威胁.例如:2010年,伊朗的首座核电站-布什核电站被震网病毒攻击,使得伊朗的第一座核设施推迟发电,严重损害了伊朗的工业设施[4];2011年美国伊利诺伊州一处水利控制系统遭到网络攻击,险些造成大面积的供水中断.当信息物理系统遭受网络攻击时,准确、及时地监测到攻击信号对于监测中心采取高效的防御策略是至关重要的[5].

从控制角度来看,信息物理系统是传统数字控制系统融合通信技术的下一代网络化控制系统[6].信息物理系统中被控对象的量测信号和控制信号均通过网络进行传输,因此无论是传感器到控制器端,还是控制器到执行器端,均有受到恶意网络攻击的可能,从而影响系统的稳定性,甚至引发系统崩溃,造成严重的生产事故与经济损失[7-8].典型的网络攻击有三种,分别是拒绝服务攻击(Denial of service,DoS)、欺骗攻击和重放攻击.针对拒绝服务攻击,文献[9]将DoS 攻击建模……