[發(fā)明專(zhuān)利]電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)跨空間級(jí)聯(lián)故障自適應(yīng)預(yù)警方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011048035.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112165491B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宇飛;李俊娥;陸秋余;陳洋榮;梁佳琦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H04L29/06;G06N5/02
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖明洲

1.一種電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)跨空間級(jí)聯(lián)故障自適應(yīng)預(yù)警方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建考慮跨空間級(jí)聯(lián)故障階段性故障危害影響的GCPS運(yùn)行狀態(tài)遷移模型，包括5個(gè)GCPS運(yùn)行狀態(tài)和11個(gè)狀態(tài)遷移及遷移條件；

其中5個(gè)GCPS運(yùn)行狀態(tài)分別為正常狀態(tài)Q₁，脆弱運(yùn)行狀態(tài)Q₂，存在網(wǎng)絡(luò)攻擊的運(yùn)行狀態(tài)Q₃，降級(jí)服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)Q₄，和停運(yùn)狀態(tài)Q₅；

11個(gè)狀態(tài)遷移及遷移條件包括Q₁→Q₁，表示GCPS繼續(xù)正常運(yùn)行；Q₁→Q₂，表示GCPS運(yùn)行出現(xiàn)漏洞；Q₂→Q₁，表示漏洞被修復(fù)；Q₂→Q₃，表示GCPS被網(wǎng)絡(luò)攻擊；Q₃→Q₁，Q₄→Q₁，表示可立即預(yù)警CFAS并阻斷其繼續(xù)演化；Q₃→Q₄，表示容忍CFAS的階段性故障危害并繼續(xù)觀(guān)測(cè)；Q₃→Q₅，表示GCPS失控；Q₄→Q₄，表示持續(xù)觀(guān)測(cè)CFAS演化；Q₄→Q₅，表示故障危害擴(kuò)大；Q₅→Q₁，表示故障恢復(fù)并更新CFAS知識(shí)庫(kù)；

步驟2：建立離線(xiàn)CFAS知識(shí)庫(kù)并定期更新；

步驟3：檢測(cè)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)攻擊；

實(shí)時(shí)捕獲各場(chǎng)站的網(wǎng)絡(luò)流量與報(bào)文和GCPS實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，檢測(cè)是否存在網(wǎng)絡(luò)攻擊；將狀態(tài)Q₃首次檢測(cè)到網(wǎng)路攻擊的時(shí)刻作為預(yù)警的初始時(shí)刻t₀；當(dāng)檢測(cè)到協(xié)同網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)，判斷當(dāng)前時(shí)刻t是否為t₀，若是，輸入初始時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)攻擊觀(guān)測(cè)序列X(t₀)并由此開(kāi)始預(yù)警CFAS，若不是，輸入實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)攻擊觀(guān)測(cè)序列X(t)和GCPS實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)至步驟6中執(zhí)行計(jì)算調(diào)節(jié)依據(jù)；

步驟4：構(gòu)造預(yù)警的控制對(duì)象集合；

根據(jù)t₀初始時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)攻擊觀(guān)測(cè)序列辨別各種潛在CFAS類(lèi)型構(gòu)造自適應(yīng)控制過(guò)程的控制對(duì)象集合F(t₀)，令t＝t₀；

步驟5：設(shè)定自適應(yīng)控制過(guò)程的約束條件，并計(jì)算階段性故障危害；根據(jù)GCPS運(yùn)行狀態(tài)和預(yù)期防御目標(biāo)設(shè)定階段性故障危害的容忍閾值δ_max，并計(jì)算t時(shí)刻時(shí)各種階段性故障危害Δ(Y(t))；

步驟6：自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制對(duì)象集合；

若F(t)中只存在唯一的直接預(yù)警，輔助GCPS防御者阻斷CFAS繼續(xù)演化，GCPS運(yùn)行狀態(tài)的遷移過(guò)程為Q₃→Q₁，并轉(zhuǎn)至步驟7；若F(t)中存在不止一種判斷t時(shí)刻所有剩余的Δ(Y(t))是否滿(mǎn)足閾值的約束條件，若滿(mǎn)足則容忍CFAS繼續(xù)演化且GCPS進(jìn)入降級(jí)服務(wù)，GCPS運(yùn)行狀態(tài)的遷移過(guò)程為Q₃→Q₄，并判斷剩余是否滿(mǎn)足自適應(yīng)調(diào)節(jié)依據(jù)，如果滿(mǎn)足，轉(zhuǎn)至步驟7，如果不滿(mǎn)足，縮小控制對(duì)象集合F(t)的規(guī)模，持續(xù)觀(guān)測(cè)剩余的演化，令t＝t+1，并轉(zhuǎn)至步驟5中計(jì)算階段性故障危害；若不滿(mǎn)足則判斷是否已執(zhí)行信息安全防御措施，如果已執(zhí)行，立即告警并輔助故障阻斷，轉(zhuǎn)至步驟7，如果未執(zhí)行，執(zhí)行有限的信息安全防御措施，嘗試降低部分故障危害，轉(zhuǎn)至步驟5中計(jì)算階段性故障危害；

步驟7：輸出預(yù)警結(jié)果并更新CFAS知識(shí)庫(kù)；

預(yù)警結(jié)果包括攻擊者真正實(shí)施的CFAS類(lèi)型F_k與演化趨勢(shì)，將已預(yù)警的F_k及其故障發(fā)生場(chǎng)景作為歷史知識(shí)加入CFAS知識(shí)庫(kù)，完成CFAS預(yù)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)跨空間級(jí)聯(lián)故障自適應(yīng)預(yù)警方法，其特征在于：步驟2中，防御者根據(jù)已掌握的級(jí)聯(lián)故障知識(shí)建立離線(xiàn)的CFAS知識(shí)庫(kù)并定期更新。