[發明專利]一種基于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測方法

在審

• 申請號: 202211077381.4
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115473716A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 葛亞明;楊康;戴上;趙玉林;李藍青;李彥柳;王博侖;李言
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司;南京通衡信息科技有限公司;葛亞明
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種基于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測方法。所述基于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測方法包括：物理信道信號采集模塊、弱信號降噪提取與指紋構建模塊和靜默監聽設備檢測模塊；所述物理信道信號采集模塊是通過部署專用數據接收設備，采集反映通信網絡信道電氣特性變化的特征信號數據，用于構建通信網絡的信道電氣特性指紋。本發明提供的基于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測方法可以有效實現對靜默設備物理接入的檢測，可以對智能電網非法接入設備的快速檢測和精準識別，進而可以提升智能電網基礎設施的信息安全水平的優點。

技術領域

本發明屬于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測技術領域，尤其涉及一種基于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測方法。

背景技術

檢測出電網中的非法接入設備，減輕攻擊對系統的破壞，在智能電網安全領域中非常重要，針對通信網絡中非法接入設備的檢測和識別問題，目前有兩類主流解決方案：(1)利用入侵檢測技術識別具有異常行為的設備；(2)利用身份識別技術辨識設備的合法身份；

靜默監聽設備，在共享通信介質的現場總線通信網絡中接入的非法設備，可通過監聽通信線路上的報文傳輸以獲取系統信息，但不主動向外發送任何報文，無法根據入侵檢測方法檢測，需要使用身份識別技術。

指紋識別技術可結合通信設備的差異化特性構建指紋信息庫，實現對設備身份的識別和檢測，分為主動式和被動式識別方法，主動式時需要發送報文等方式主動收集被認證設備的信息，被動式設備指紋識別方法，通過監測通信流量等方式分析提取出被認證設備的信息，在被動式設備指紋識別方法的研究中，目前構造設備指紋的方法主要分為基于設備硬件差異性和基于時間特性；

現有研究方法在應用于智能電網中時存在以下缺點：(1)由于靜默監聽設備和偽裝響應設備的通信行為高度隱蔽，現有基于報文內容和流量基本統計特征的入侵檢測技術在檢測這些非法接入設備時表現不佳。(2)由于智能電網終端設備的通信和計算資源受限，使得基于加密認證技術的身份識別方法在安全性能、使用場景等方面具有較大的局限性。

因此，有必要提供一種新的基于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測方法解決上述技術問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種可以有效實現對靜默設備物理接入的檢測，可以對智能電網非法接入設備的快速檢測和精準識別，進而可以提升智能電網基礎設施的信息安全水平的基于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的基于信道電氣特性指紋識別的電網監聽設備檢測方法包括：物理信道信號采集模塊、弱信號降噪提取與指紋構建模塊和靜默監聽設備檢測模塊；

所述物理信道信號采集模塊是通過部署專用數據接收設備，采集反映通信網絡信道電氣特性變化的特征信號數據，用于構建通信網絡的信道電氣特性指紋；

所述弱信號降噪提取與指紋構建模塊是利用特征信號和已知輸入信號的時間相關性，通過序列相關檢測的方法提取出微弱的特征信號變化量，并構建智能電網通信網絡的信道電氣特性指紋；

所述靜默監聽設備檢測模塊是利用提取的信道電氣特性指紋構建指紋序列，并采用工業控制系統中的累積和控制圖方法分析系統特征的異常偏離，進而檢測出是否有靜默設備接入網絡。

作為本發明的進一步方案，所述物理信道信號采集模塊具體如下：

(1).在采樣時間段[t,t+ΔT]內，在已知電壓輸入信號x(t)/上位機發送的周期性請求報文的情況下,對接收到的信號y_m(t)進行采樣和存儲，記為該通信網絡物理信號的特征信號，而在設備m上接收到的差分電壓信號如下：

y′_m(t)＝ρ′_m·x(t) (1)