[發(fā)明專利]一種基于DUCG的CTCS-3系統(tǒng)的安全評估方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310210360.3
• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號: CN116305153A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李浥東;章子凱;宋海鋒;董海榮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G06F21/57
• 分類號: G06F21/57;H04L9/40;H04L41/142;H04L67/12;G06F21/55;G06N7/01
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種基于DUCG的CTCS-3系統(tǒng)安全評估方法，其特征在于，包括：

根據(jù)CTCS-3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定系統(tǒng)安全風險組件，該系統(tǒng)安全風險組件為DUCG圖模型中的節(jié)點，確定網(wǎng)絡(luò)安全攻擊的類別；

根據(jù)所述系統(tǒng)安全風險組件之間的通信連接關(guān)系以及在網(wǎng)絡(luò)安全攻擊中的因果關(guān)系，添加邏輯門，建立CTCS-3系統(tǒng)的DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型；

根據(jù)所述DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型建立基于因果關(guān)系和貝葉斯關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)安全風險評估公式；

根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)安全風險評估公式推斷出各個系統(tǒng)安全風險組件的網(wǎng)絡(luò)安全風險的大小，計算各個系統(tǒng)安全風險組件的安全風險事件發(fā)生概率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)CTCS-3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定系統(tǒng)安全風險組件，該系統(tǒng)安全風險組件為DUCG圖模型中的節(jié)點，確定存在網(wǎng)絡(luò)安全攻擊的場景、網(wǎng)絡(luò)安全攻擊的類別，包括：

根據(jù)CTCS-3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定系統(tǒng)安全風險組件如表1所示：

表1：列控系統(tǒng)DUCG圖中各系統(tǒng)安全風險組件的含義

其余部分安全組件為列控系統(tǒng)各子系統(tǒng)，為軌道交通列控系統(tǒng)確定了四種網(wǎng)絡(luò)安全威脅，即B1：IT環(huán)境中的惡意軟件攻擊；B2：IT環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)攻擊；B3：OT環(huán)境中的惡意軟件攻擊；B4：OT環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)攻擊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述系統(tǒng)安全風險組件之間的通信連接關(guān)系以及在網(wǎng)絡(luò)安全攻擊中的因果關(guān)系，添加邏輯門，建立CTCS-3系統(tǒng)的DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型，包括：

根據(jù)所述系統(tǒng)安全風險組件之間的通信連接關(guān)系以及在網(wǎng)絡(luò)安全攻擊中的因果關(guān)系，將網(wǎng)絡(luò)風險傳播過程劃分為多個子風險，根據(jù)各個子風險的風險時間累積傳播以及子風險中的因果關(guān)系為每個子風險添加匹配的子風險組件，并利用邏輯門合并各個子風險，得到列控系統(tǒng)CTCS-3的DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型，該DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型中包括中心子系統(tǒng)的DUCG和軌旁子系統(tǒng)的DUCG。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型建立基于因果關(guān)系和貝葉斯關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)安全風險評估公式，包括：

根據(jù)系統(tǒng)安全風險組件之間的信息安全風險交互傳播過程，定義r_x,y為系統(tǒng)安全風險組件x和系統(tǒng)安全風險組件y之間的因果關(guān)系強度，(r_x,y/r_y)代表的是系統(tǒng)安全風險組件y向系統(tǒng)安全風險組件x傳播風險的因果關(guān)系比例，A_x；y代表的是系統(tǒng)安全風險組件x和系統(tǒng)安全風險組件y之間的風險傳播條件概率，對于邏輯門G₀，當狀態(tài)為1時，狀態(tài)表達式為A_0,1；13,1x_13,1+A_0,2；13,1x_13,2A_0,1；15,1x_15,1，當狀態(tài)為2時，狀態(tài)表達式為A_0,2；13,2x_13,2A_0,2；15,2x_15,2，對于邏輯門G_1-12，當狀態(tài)為1時，狀態(tài)表達式為∑_iX_i,1，當狀態(tài)為2時，狀態(tài)表達式為∑_iX_i,2；

利用DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型和系統(tǒng)安全風險組件之間的因果關(guān)系強度、因果關(guān)系比例和風險傳播條件概率建立基于因果關(guān)系和貝葉斯關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)安全風險評估公式；利用所述網(wǎng)絡(luò)安全風險評估公式、節(jié)點之間的通信因果關(guān)系強度、風險傳播概率和網(wǎng)絡(luò)風險等級計算出CTCS-3系統(tǒng)的DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型中的各個節(jié)點在某個時刻所面臨的網(wǎng)絡(luò)攻擊風險。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)安全風險評估公式推斷出各個系統(tǒng)安全風險組件的網(wǎng)絡(luò)安全風險的大小，計算各個系統(tǒng)安全風險組件的安全風險事件發(fā)生概率，包括：

將各種安全威脅，以及各系統(tǒng)風險組件之間的通信因果關(guān)系強度、風險傳播概率和網(wǎng)絡(luò)風險傳播輸入到所述網(wǎng)絡(luò)安全風險評估公式中，所述各種安全威脅包括：IT環(huán)境中的惡意軟件攻擊、IT環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)攻擊、OT環(huán)境中的惡意軟件攻擊和OT環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)攻擊，從DUCG網(wǎng)絡(luò)風險傳播圖模型的葉子節(jié)點開始循環(huán)迭代計算所述網(wǎng)絡(luò)安全風險評估公式，直到迭代計算終止，得到網(wǎng)絡(luò)安全風險傳播結(jié)果，推斷出列控系統(tǒng)以及其各子系統(tǒng)的安全風險組件的網(wǎng)絡(luò)安全風險的大小，計算各個系統(tǒng)安全風險組件的安全風險事件發(fā)生概率。