[發(fā)明專利]一種基于LM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的檢測和防御虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的方法

在審

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• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN114036506A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 盧劍權(quán);胡建強;張志勛
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G06F21/55
• 分類號: G06F21/55;G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G05B11/42;H02J3/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

1.一種基于LM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的檢測和防御虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)采集正常狀態(tài)下負載頻率控制系統(tǒng)中的歷史頻率偏差、聯(lián)絡線功率偏差和有功負載偏差數(shù)據(jù)，令X＝[Δf,ΔP_tie,ΔP_L]，組成數(shù)據(jù)向量[X₁,X₂,...,X_m]，將前80％取出得到訓練樣本集；根據(jù)所述特征的歷史數(shù)據(jù)生成輸入向量，相應的歷史PID調(diào)整值Y＝[PID₁,PID₂,...,PID_m]作為輸出向量，得到訓練樣本[X₁,X₂,...,X_m,Y]；

(2)利用步驟(1)得到的所述訓練樣本對數(shù)據(jù)進行歸一化處理，得到各成分與輸入輸出的回歸模型，同時根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模和數(shù)據(jù)設置LM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的最佳層數(shù)；

(3)根據(jù)步驟(1)選取影響負載頻率控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)向量[X₁,X₂,...,X_m]，將后20％取出生成驗證集輸入向量，并將訓練集和驗證集分別輸入向量輸入到訓練優(yōu)化后的LM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡中，驗證集輸出即為負載頻率控制系統(tǒng)中正確的調(diào)整信號；

(4)根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)設定閾值ε，如果LM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡計算得到的調(diào)整信號PID_c和系統(tǒng)PID控制器的調(diào)整信號PID滿足|PID_c-PID|≤ε，則系統(tǒng)此時屬于正常狀態(tài)，反之，則系統(tǒng)受到了虛假數(shù)據(jù)注入攻擊；

(5)判定系統(tǒng)受到攻擊后，LM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡計算的調(diào)整信號會替代PID控制器的調(diào)整信號對系統(tǒng)發(fā)出指令，使電網(wǎng)頻率保持穩(wěn)定，有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

2.如權(quán)利要求1所述的基于LM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的檢測和防御虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的方法，其特征在于，步驟(1)中，所提取的特征信息包括負載頻率控制系統(tǒng)中5000條歷史頻率偏差、聯(lián)絡線功率偏差、有功負載偏差數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于LM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的檢測和防御虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的方法，其特征在于，步驟(2)中，把有量綱表達式變成了無量綱表達式，把不同單位的指標進行比較加權(quán)后歸一化處理。