[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)篡改攻擊下電力信息物理系統(tǒng)電壓控制策略

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010531879.8
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111817290A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱勇;陶用偉;李澤群;王常沛;蔣宏榮;楊鍵;黃瓊;王寅;鄭華;張韻;徐坤;高衛(wèi)華;肖浩宇;譚震;李明宏
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司凱里供電局
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/12;G06F21/57;G06Q10/06;G06F17/18;G06N3/00
• 代理公司: 南京君陶專利商標(biāo)代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

1.數(shù)據(jù)篡改攻擊下電力信息物理系統(tǒng)電壓控制策略，其特征是包括如下步驟：

1)判斷系統(tǒng)狀態(tài)：通過電力信息物理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，利用電源管理單元PMU收集各節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)，檢測系統(tǒng)是否遭到攻擊，利用事件觸發(fā)閾值進(jìn)行判斷；

2)設(shè)備關(guān)鍵值評估：進(jìn)行節(jié)點(diǎn)電壓測量與漏洞風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評估，通過風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)閾值判斷系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)電壓與該節(jié)點(diǎn)參考電壓的差值是否超過設(shè)定的死區(qū)電壓，若超過則對關(guān)鍵區(qū)域的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)；

3)調(diào)壓器變比計(jì)算：根據(jù)目標(biāo)函數(shù)計(jì)算調(diào)壓器變比，得到滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行且造成的損失最小的分接頭值，并通過有載調(diào)壓器調(diào)節(jié)出現(xiàn)問題的節(jié)點(diǎn)電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)篡改攻擊下電力信息物理系統(tǒng)電壓控制策略，其特征是所述的步驟1)中利用事件觸發(fā)閾值進(jìn)行判斷的具體步驟如下：

定義觸發(fā)時(shí)間序列為μ₀,μ₁,μ₂,...,μ_j,...，事件生成器γ功能為：

Υ＝P_ei-θ_i (1)

其中，θ_i為根據(jù)設(shè)備中漏洞個(gè)數(shù)i確定的最小攻擊概率，P_ei為設(shè)備e_i的被攻擊成功概率；

盡管數(shù)據(jù)篡改攻擊可以利用某些網(wǎng)絡(luò)漏洞，但是由于安全保護(hù)設(shè)備和通信協(xié)議的存在，設(shè)備的成功攻擊的概率符合一定的概率分布，事件觸發(fā)條件為：

Υ＞0 (2)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)篡改攻擊下電力信息物理系統(tǒng)電壓控制策略，其特征是所述的步驟2)采用通用漏洞評分系統(tǒng)CVSS來評估漏洞是否能夠被成功利用：通用漏洞評分系統(tǒng)有三組特性，分別為base、temporal以及environmental，其中的base屬性在評估漏洞被利用概率的情況下使用，Base指標(biāo)的具體等級和評分見下表：

該評分系統(tǒng)使用以下公式對漏洞的被利用情況進(jìn)行等級評分：

P＝20×AV×AC×AU (3)

得到的結(jié)果P的取值范圍為0～10，其中0代表漏洞無威脅，0.1～3.9代表漏洞的威脅等級較低，4～6.9代表漏洞的威脅等級為中等，7～8.9代表漏洞的威脅程度較高，9.0～10代表漏洞正處于被攻擊的危機(jī)狀態(tài)；

鑒于被攻擊的概率通常范圍為0～1，所以按比例將漏洞的被利用值縮小，且不會影響評估效果，所以最終的漏洞被利用成功概率為：

Pr(v_i)＝2×AV×AC×AU (4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的數(shù)據(jù)篡改攻擊下電力信息物理系統(tǒng)電壓控制策略，其特征是所述的步驟2)根據(jù)漏洞被利用成功概率來計(jì)算數(shù)據(jù)篡改惡意攻擊成功的概率：

P_C1＝P(v_K)×P(a_K)×P(S₁) (5)

P_n9＝1-(1-P_C1)(1-P_C2) (6)

式中P(v_K)為漏洞被利用成功概率，由CVSS評分系統(tǒng)求得；P(a_K)為攻擊過程中的原子攻擊成功概率，依據(jù)采用的攻擊方式求得；P(S1)定義為攻擊者初始攻擊能力，初始者初始攻擊能力及原子攻擊成功概率由專家知識庫定義，分為3類：容易攻擊取0.8；一般攻擊取0.6；比較難攻擊取0.2；

遍歷所有線路，計(jì)算被攻擊后會對系統(tǒng)有影響的各PMU受到惡意攻擊成功的概率以及重要度，當(dāng)同一個(gè)PMU在不同算例中有不同風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值，則取最大的那一個(gè)；利用計(jì)算得到的各區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的平均值的方法定義閾值，得到風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)閾值。