[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于端側(cè)邊緣計(jì)算的云網(wǎng)端協(xié)同防御方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011619791.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112769796B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉良;石進(jìn);吳克河;楊文;蔡軍飛;張偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)河南省電力公司;國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H04L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H04L29/06;G06K9/62;G06N20/00
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李淑靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于端側(cè)邊緣計(jì)算的云網(wǎng)端協(xié)同防御方法及系統(tǒng)，涉及電力工控系統(tǒng)的信息安全。方法包括：在終端側(cè)設(shè)置邊緣計(jì)算中心，采集工控系統(tǒng)終端設(shè)備信息和通信流量信息，利用設(shè)備指紋對(duì)電力工控終端的屬性特征進(jìn)行定義與標(biāo)識(shí)，利用Nmap掃描方法自動(dòng)采集電力工控終端設(shè)備指紋，決策樹(shù)算法建立訓(xùn)練模型，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備指紋動(dòng)態(tài)認(rèn)證；通過(guò)設(shè)置交換機(jī)鏡像、智能監(jiān)測(cè)主機(jī)流量控制、云計(jì)算中心訓(xùn)練流量基線，實(shí)現(xiàn)工控終端設(shè)備流量異常檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)基于邊緣計(jì)算的“云端”協(xié)同防御技術(shù)。通過(guò)流量數(shù)據(jù)采集、信息熵量化流量特征屬性預(yù)處理、改進(jìn)的半監(jiān)督聚類(lèi)K?means算法訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)電力工控內(nèi)網(wǎng)異常流量檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了基于異常流量檢測(cè)的“云網(wǎng)”實(shí)時(shí)防御。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力工控系統(tǒng)的信息安全保護(hù)，具體涉及一種基于端側(cè)邊緣計(jì)算的云網(wǎng)端協(xié)同防御方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著智能電網(wǎng)迅猛發(fā)展，電力工控系統(tǒng)本身的安全問(wèn)題也日趨嚴(yán)峻。近年來(lái)電力工控系統(tǒng)安全事件頻發(fā)，尤其是“震網(wǎng)”“火焰”“毒區(qū)”等APT攻擊的出現(xiàn)，充分反映出工控系統(tǒng)信息安全所面臨的形勢(shì)的嚴(yán)峻性。

工控系統(tǒng)終端設(shè)備由于位于工控系統(tǒng)的邊緣、形態(tài)的多樣性、特征的復(fù)雜性，使得其往往成為了攻擊者們首要目標(biāo)，利用非法接入的工控終端攻擊或入侵服務(wù)器和其他合法設(shè)備，從而挑戰(zhàn)整個(gè)工控系統(tǒng)安全體系。傳統(tǒng)工控終端易仿冒的根源在于終端識(shí)別信息的靜態(tài)性。常規(guī)的工控終端認(rèn)證方案通常采用設(shè)備ID、用戶ID、IP地址等信息進(jìn)行認(rèn)證。設(shè)備ID、用戶ID的靜態(tài)性，IP地址、MAC地址的開(kāi)放性，均使得上述信息容易被黑客掃描、讀取并仿冒。

在工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)兩網(wǎng)融合趨勢(shì)下，攻擊者一旦突破電力工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)邊界，就會(huì)給工控網(wǎng)絡(luò)造成極大的破壞。目前智能變電站網(wǎng)絡(luò)異常流量檢測(cè)需要有能夠鏡像流量的交換機(jī)進(jìn)行配合，將鏡像的流量進(jìn)行捕獲，從而得到原始的報(bào)文信息，再通過(guò)對(duì)這些原始報(bào)文進(jìn)行簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)從而得到流量是否異常，當(dāng)異常時(shí)會(huì)發(fā)送異常情況給遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)，并將這些報(bào)文進(jìn)行存儲(chǔ)。這種檢測(cè)方式的缺陷是：檢測(cè)異常只是在端口鏡像交換機(jī)進(jìn)行報(bào)文比對(duì)，只能對(duì)比通信數(shù)據(jù)包的數(shù)量、長(zhǎng)度、協(xié)議，并沒(méi)有根據(jù)云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，訓(xùn)練而得出通信數(shù)據(jù)包的特征，誤報(bào)率和檢測(cè)率效果都不是很好。公開(kāi)號(hào)為CN106357622A的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)異常流量檢測(cè)防御系統(tǒng)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)異常流量的檢測(cè)方法大有不同，使得傳統(tǒng)的檢測(cè)方法不再適用，通過(guò)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)控制平面和數(shù)據(jù)平面分離的思想，軟件定義網(wǎng)絡(luò)為研發(fā)網(wǎng)絡(luò)新應(yīng)用和處理網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題提供了新的解決方案。然而，軟件定義網(wǎng)絡(luò)只是站在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)話的角度去度量是否異常，并沒(méi)有站在設(shè)備的角度去整體度量流量是否異常，不能從源頭保證接入正常。

目前，對(duì)于電力工控系統(tǒng)安全防御取得了很多研究成果，為電力工控系統(tǒng)安全防御提供了解決方案。但是，工控系統(tǒng)需要低延遲、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制，云計(jì)算中心隨著計(jì)算業(yè)務(wù)的增多，服務(wù)模式也以實(shí)時(shí)處理工控系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，由于工控系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)全都給云計(jì)算中心運(yùn)算分析，不能保證實(shí)時(shí)性，需要基于邊緣計(jì)算和云計(jì)算平臺(tái)協(xié)同工作，然而現(xiàn)有技術(shù)中尚未見(jiàn)到這樣方案提出。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于端側(cè)邊緣計(jì)算的云網(wǎng)端協(xié)同防御方法，提高電力工控系統(tǒng)應(yīng)對(duì)攻擊的能力。

本發(fā)明的另一目的是提供一種基于端側(cè)邊緣計(jì)算的云網(wǎng)端協(xié)同防御系統(tǒng)。

技術(shù)方案：根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種基于端側(cè)邊緣計(jì)算的云網(wǎng)端協(xié)同防御方法，包括以下步驟：

利用設(shè)置于電力工控系統(tǒng)終端側(cè)的邊緣計(jì)算中心采集工控系統(tǒng)終端設(shè)備信息，根據(jù)終端設(shè)備信息建立設(shè)備指紋，將設(shè)備指紋發(fā)送至云計(jì)算中心，云計(jì)算中心建立設(shè)備指紋識(shí)別模型，根據(jù)設(shè)備指紋識(shí)別模型對(duì)電力工控系統(tǒng)的終端設(shè)備進(jìn)行智能動(dòng)態(tài)認(rèn)證；