[發明專利]一種工控系統安全態勢預測方法和系統

在審

• 申請號: 202111491381.4
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114168967A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 安樹勇;段美前;高守;游波;冉德旺;范宇;項瀅
• 申請（專利權）人: 重慶大唐國際彭水水電開發有限公司
• 主分類號: G06F21/57
• 分類號: G06F21/57;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廈門福貝知識產權代理事務所(普通合伙) 35235
• 代理人: 陳遠洋

1.一種工控系統安全態勢預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取工控系統中用于表征系統狀態信息數據的安全態勢評估要素，構建態勢評估指標體系，并計算獲取所述工控安全態勢值；

步驟2：基于卷積神經網絡模型獲取所述態勢要素與所述態勢值之間的規律，評估工控安全態勢，獲取序列態勢評估值；

步驟3：以所述序列態勢評估值為輸入特征，構建長短時記憶循環神經網絡預測模型，進行工控系統安全態勢預測。

2.根據權利要求1所述的工控系統安全態勢預測方法，其特征在于，所述態勢評估指標體系包括5個一級評估指標：資產評分、脆弱性評分、合規評分、告警威脅評分、事件威脅評分；每個一級評估指標又包括二級評估指標：資產評分包括保密性、可用性、完整性，脆弱性評分包括漏洞嚴重程度、漏洞數目，合規評分包括合規等級、合規數目，告警威脅評分包括告警等級、告警數目，事件威脅評分包括事件等級、事件數目。

3.根據權利要求2所述的工控系統安全態勢預測方法，其特征在于，所述一級評估指標的量化公式分別為：

告警威脅評分＝(50-c)/10

事件威脅評分＝(50-d)/10

其中，

保密性、可用性、完整性的取值范圍均為[1,5]；

漏洞_i評分表示第i個漏洞的分數，分數由漏洞的嚴重程度確定，取值范圍是[1,5]，a為漏洞數目；

合規_i評分表示第i個合規項的分數，分數由合規等級確定，取值范圍是[1,5]，b為合規數目；

c為加權后的告警威脅數量，c＝危急告警×10+高危告警×5+中危告警×2+低危告警×1；其中危急最多計2個，高危最多計3個，中危最多計5個，低危最多計5個；

d為加權后的事件威脅數量，d＝危急事件×10+高危事件×5+中危事件×2+低危事件×1；其中危急最多計2個，高危最多計3個，中危最多計5個，低危最多計5個。

4.根據權利要求3所述的工控系統安全態勢預測方法，其特征在于，所述工控安全態勢值的計算公式為：

工控安全態勢＝資產評分×(weight_a×漏洞評分+weight_b×合規評分+weight_c×告警威脅評分+weight_d×事件威脅評分)

其中，weight_a、weight_b、weight_c、weight_d分別為漏洞評分、合規評分、告警威脅評分、事件威脅評分的權重，其和為1。

5.根據權利要求3所述的工控系統安全態勢預測方法，其特征在于，步驟2構建了全連接卷積神經網絡，所述全連接卷積神經網絡由5個全連接層組成，輸入尺寸為5，激活函數為PReLU，同時加入批量歸一化(Batch Normalization)處理。

6.根據權利要求1所述的工控系統安全態勢預測方法，其特征在于，所述長短時記憶循環神經網絡的輸入尺寸為2，表示輸入態勢評估值的時間序列，時間序列長度為2，利用前2個態勢評估值預測第3個態勢值。

7.根據權利要求1所述的工控系統安全態勢預測方法，其特征在于，所述態勢評估值的評價指標為均方根誤差，計算公式為

其中，RMSE為均方根誤差，y_i為序列預測態勢值，為樣本序列的真實態勢值，N為序列數據的長度。

8.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有一或多個計算機程序，其特征在于，該一或多個計算機程序被計算機處理器執行時實施權利要求1至7任一項所述的方法。