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基于SDN和集成学习的工业控制网络安全防护系统
1
作者 杨凡 丁之 +1 位作者 王扬 卿凌云 《现代电子技术》 北大核心 2024年第6期22-26,共5页
针对工业控制网络通信信息安全与稳定问题,设计一种基于SDN和集成学习的工业控制网络安全防护系统。该系统采用SDN技术,分为物理层、现场层、转发层、控制层和应用层等5个层次。物理层包含现场终端设备;现场层通过控制模块与操作员站实... 针对工业控制网络通信信息安全与稳定问题,设计一种基于SDN和集成学习的工业控制网络安全防护系统。该系统采用SDN技术,分为物理层、现场层、转发层、控制层和应用层等5个层次。物理层包含现场终端设备;现场层通过控制模块与操作员站实现对现场终端的控制;转发层使用SDN交换机进行通信数据传输,并将数据镜像传输至应用层进行安全分析;控制层中的SDN控制器管理和控制SDN交换机,并执行应用层下发的安全防护策略;应用层利用集成学习算法对工业控制网络进行入侵行为检测,通过安全响应模块分析入侵信息并选择相应的防御机制。实验结果表明,所设计系统满足工业控制网络通信的实时性要求,能准确地实施入侵检测,从而保障工业控制网络的安全性和正常通信。 展开更多
关键词 工业控制网络 安全防护 SDN技术 集成学习 交换机 控制器 入侵检测 防御机制
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基于CVAE⁃CatBoost的工业控制网络异常流量检测研究 被引量：1
2
作者 张子宣 宗学军 +1 位作者 何戡 连莲 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期173-180,共8页
为解决工业控制网络异常流量检测中存在的数据分布不均衡、现有模型检测率低的问题,提出一种基于条件变分自编码器(CVAE)和CatBoost算法的异常流量检测模型。CVAE引入标签信息作为约束条件,控制生成样本的类别。CatBoost算法通过引入无... 为解决工业控制网络异常流量检测中存在的数据分布不均衡、现有模型检测率低的问题,提出一种基于条件变分自编码器(CVAE)和CatBoost算法的异常流量检测模型。CVAE引入标签信息作为约束条件,控制生成样本的类别。CatBoost算法通过引入无偏估计克服梯度偏差,提高预测的准确性,同时采用多种树的生长方式降低过拟合的风险。使用CVAE进行数据增强,扩充稀有攻击样本,构建分布均匀的平衡数据集。将CatBoost算法作为异常流量检测模型,对Dos、Fuzzers等攻击样本进行精确识别并输出分类结果。实验结果表明:在UNSW-NB15数据集上,利用CVAE进行数据增强后,CatBoost算法对少数类样本的F1值平均提升了25.16个百分点,整体精确率、召回率和F1值分别达到87.85%、87.87%和87.86%;在ZYELL_NCTU NetTraffic_1.0数据集上,利用CVAE进行数据增强后,CatBoost算法对少数类样本的F1值平均提升了16.32%,整体精确率、召回率和F1值均达到99.85%。该模型能够有效避免数据不均衡问题,相较K近邻、随机森林、卷积神经网络等机器学习和深度学习算法具有更好的检测性能和泛化能力。 展开更多
关键词 工业控制网络 异常检测 数据不平衡 条件变分自编码器 CatBoost算法
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基于改进CNN的工业控制网络入侵检测研究
3
作者 郭越 《机械设计与制造工程》 2023年第6期103-108,共6页
现有工业控制网络入侵检测准确率不高,为此提出了一种改进CNN入侵检测方法。首先,针对传统CNN无法有效提取稀疏数据特征的问题,采用小尺寸卷积核串联的Inception模块替代传统CNN卷积层,针对网络平均池化或最大池化可能弱化或丢失关键信... 现有工业控制网络入侵检测准确率不高,为此提出了一种改进CNN入侵检测方法。首先,针对传统CNN无法有效提取稀疏数据特征的问题,采用小尺寸卷积核串联的Inception模块替代传统CNN卷积层,针对网络平均池化或最大池化可能弱化或丢失关键信息的问题,采用自适应池化方式;然后,基于改进CNN构建工业控制网络入侵检测模型;最后,通过NSL-KDD数据集和天然气管道数据集对入侵检测模型的性能进行验证。结果表明,在NSL-KDD数据集上,相较于传统CNN算法和Inception-CNN,改进CNN算法的准确率可达98.50%,误报率为0.34%;在天然气管道数据集上,相较于C-SVM算法和K-means算法,改进CNN算法的准确率可达96.32%,误报率仅为1.25%。改进CNN可实现工业控制网络入侵的高精度检测。 展开更多
关键词 卷积神经网络 工业控制网络 入侵检测 准确率
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工业控制网络中基于流量的入侵检测技术研究
4
作者 郝文涛 《计算机应用文摘》 2023年第16期97-100,共4页
越来越多的互联网技术被应用到工业控制网络中,其安全问题也随着各类病毒攻击事件的增加而成为学者研究的热点。作为主动安全防护措施,入侵检测技术不仅可以有效弥补传统安全防护技术的不足,而且能够有效、快速地检测出安全风险。文章... 越来越多的互联网技术被应用到工业控制网络中,其安全问题也随着各类病毒攻击事件的增加而成为学者研究的热点。作为主动安全防护措施,入侵检测技术不仅可以有效弥补传统安全防护技术的不足,而且能够有效、快速地检测出安全风险。文章以工业控制网络中的安全形势为背景,首先,介绍了工业控制系统入侵检测相关知识和模型原理;其次,对工业控制网络中基于流量的入侵检测技术和方法进行分析与讨论;最后,对目前基于流量的入侵检测技术面临的问题进行了总结与展望。 展开更多
关键词 工业控制网络 入侵检测 流量预测
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分布式入侵检测系统在烟草生产工业控制网络中的应用
5
作者 毛子婷 刀挺 《移动信息》 2023年第8期159-162,共4页
工业控制网络是一种专门服务于工业网络建设及发展的控制网络技术,已经被应用于烟草生产工业等领域。分布式入侵检测系统在烟草生产工业控制网络中的应用,能提高烟草生产效率及安全性,并加快烟草生产工业的网络建设及发展速度。但在烟... 工业控制网络是一种专门服务于工业网络建设及发展的控制网络技术,已经被应用于烟草生产工业等领域。分布式入侵检测系统在烟草生产工业控制网络中的应用,能提高烟草生产效率及安全性,并加快烟草生产工业的网络建设及发展速度。但在烟草生产工业控制网络中,依然存在木马病毒、蠕虫、人为攻击等网络安全问题,轻者会导致企业的重要信息及私密文件泄露,重者会直接给企业造成巨大的经济损失,因此必须在烟草生产工业的控制网络中应用入侵检测系统。 展开更多
关键词 烟草生产工业控制网络 网络安全 分布式入侵检测 应用分析
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工业控制网络的信息安全及纵深防御体系结构探究
6
作者 蔡鑫 李美洲 +1 位作者 丁宇柔 戴雪 《数字技术与应用》 2023年第9期228-230,共3页
近年来,我国信息技术和以太网技术快速发展的过程中,工业控制系统中开始采用工业以太网,通过TCP/IP标准协议,提升工业控制系统运行的稳定性和可靠性。但是由于工业控制网络系统在运行的过程中,以开放性网络环境为载体,可能会发生信息安... 近年来,我国信息技术和以太网技术快速发展的过程中,工业控制系统中开始采用工业以太网,通过TCP/IP标准协议,提升工业控制系统运行的稳定性和可靠性。但是由于工业控制网络系统在运行的过程中,以开放性网络环境为载体,可能会发生信息安全问题,病毒黑客入侵的防控难度较高。基于此,本文分析工业控制网络信息安全特点,提出工业控制网络的纵深防御体系结构构建措施,旨在为增强工业控制网络的信息安全性提供助力。 展开更多
关键词 工业控制网络 工业控制系统 信息安全 工业以太网 纵深防御体系 以太网技术 黑客入侵 我国信息技术
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基于以太网的工业控制网络 被引量：128
7
作者 徐皑冬 王宏 杨志家 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2000年第2期182-186,共5页
应用传统现场总线的工业控制网络无法实现办公室自动化与工业自动化的无缝结合 .由于以太网在确定性、速度和优先法则等方面性能的提高 ,阻碍以太网应用于实时控制环境的难点已被解决 .以太网早已成为商业管理网络的首要选择 ,那么它应... 应用传统现场总线的工业控制网络无法实现办公室自动化与工业自动化的无缝结合 .由于以太网在确定性、速度和优先法则等方面性能的提高 ,阻碍以太网应用于实时控制环境的难点已被解决 .以太网早已成为商业管理网络的首要选择 ,那么它应用于企业现场设备控制层是控制网络发展的趋势 。 展开更多
关键词 现场总线 以太网 工业控制网络
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Ethernet与工业控制网络 被引量：59
8
作者 冯冬芹 金建祥 褚健 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期23-26,35,共5页
从 Ethernet的产生和特点分析 ,分析了以前 Ethernet未能应用于工业自动化的原因 ;从 Ethernet应用于工业控制领域过程监控层网络的发展趋势 ,分析了 Ethernet应用于现场总线的可行性及需要解决的关键技术难题。最后对“e网到底”应用... 从 Ethernet的产生和特点分析 ,分析了以前 Ethernet未能应用于工业自动化的原因 ;从 Ethernet应用于工业控制领域过程监控层网络的发展趋势 ,分析了 Ethernet应用于现场总线的可行性及需要解决的关键技术难题。最后对“e网到底”应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 ETHERNET 现场总线 工业控制网络
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工业控制网络的研究现状及发展趋势 被引量：41
9
作者 胡毅 于东 刘明烈 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第1期23-27,46,共6页
工业控制网络在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。回顾了工业控制网络的发展历程,重点分析了工业以太网的实时通信技术,针对通信实时性的强弱性质将目前主流工业以太网进行了分类研究,将其划分为软实时、硬实时以及同步硬实时3类... 工业控制网络在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。回顾了工业控制网络的发展历程,重点分析了工业以太网的实时通信技术,针对通信实时性的强弱性质将目前主流工业以太网进行了分类研究,将其划分为软实时、硬实时以及同步硬实时3类,重点探讨了各自的实时通信机制。同时阐述了正在进入工业控制领域的实时异构网络及无线网络,最后讨论了工业控制网络研究的技术难题,并提出了新的发展方向。 展开更多
关键词 工业控制网络 工业以太网 软实时 硬实时 同步硬实时
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工业控制网络安全模型研究 被引量：16
10
作者 王浩 吴中福 王平 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2007年第5期96-98,共3页
为了减少产品费用和提高生产效率,更多的专用网络被连入IT网络,或更多的IT技术被应用到工业控制网络系统中,网络安全成为一个重要的问题。工业控制网络系统作为国家基础设施的重要组成,一旦受到攻击和破坏,其影响将是灾难性的。因此,保... 为了减少产品费用和提高生产效率,更多的专用网络被连入IT网络,或更多的IT技术被应用到工业控制网络系统中,网络安全成为一个重要的问题。工业控制网络系统作为国家基础设施的重要组成,一旦受到攻击和破坏,其影响将是灾难性的。因此,保护工业控制网络系统的安全、防御各种攻击和破坏是关系到国家安全的重要内容。本论文结合中国第一个工业以太网标准《用于测量与控制系统的EPA通信标准》,建立了一般的工业控制网络体系结构,研究分析了它的安全威胁,提出工业控制网络的安全要求,构建了基于区域安全的DMZ模型,最后用UML描述了该模型。 展开更多
关键词 工业控制网络 威胁 安全要求 DMZ模型
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工业控制网络中的以太网技术 被引量：11
11
作者 侯维岩 侯维强 费敏锐 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2003年第1期48-51,共4页
为了在工业控制网络中应用传统的以太网技术 ,必须改善网络结构的健壮性 ,保证信号传输的实时性要求。文章讨论了工业控制网络拓扑结构的冗余容错设计、交换式以太网中涉及QoS实时性要求的两种等待队列和调度算法问题。简单叙述了最新... 为了在工业控制网络中应用传统的以太网技术 ,必须改善网络结构的健壮性 ,保证信号传输的实时性要求。文章讨论了工业控制网络拓扑结构的冗余容错设计、交换式以太网中涉及QoS实时性要求的两种等待队列和调度算法问题。简单叙述了最新提出的Ethernet/IP的结构及其解决设备互操作的方法。 展开更多
关键词 以太网 工业控制网络 QOS 冗余设计 ETHERNET/IP
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工业控制网络的信息安全及纵深防御体系结构研究 被引量：25
12
作者 蒋宁 林浒 +1 位作者 尹震宇 黄艳 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2017年第4期830-833,共4页
工业以太网技术的引入和通用标准协议的使用导致工业控制系统面临着严峻的信息安全问题.为了从本质上分析工业控制系统的安全需求,对比了工业控制系统和信息系统的区别.从系统特征分析,工业控制系统属于信息物理融合系统.重点分析了工... 工业以太网技术的引入和通用标准协议的使用导致工业控制系统面临着严峻的信息安全问题.为了从本质上分析工业控制系统的安全需求,对比了工业控制系统和信息系统的区别.从系统特征分析,工业控制系统属于信息物理融合系统.重点分析了工业控制系统的工业控制网络存在的脆弱性.将工业控制网络划分为不同的层级,不同的层级对应不同的安全域.根据纵深防御的基本原则,给出工业控制网络的多层纵深防御体系结构,针对不同的层级进行相应保护.分析了工业控制网络纵深防御体系结构中边界防御的关键技术,防火墙技术和入侵检测技术.这些技术的研究和发展,为工业控制网络的边界安全提供了保障. 展开更多
关键词 工业控制系统 工业控制网络 信息安全 纵深防御
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工业控制网络设计技术 被引量：8
13
作者 殷华文 刘黎明 刘万里 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2002年第11期24-27,共4页
关键词 工业控制网络 设计 PLC 现场总线
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基于因特网的工业控制网络体系结构研究 被引量：26
14
作者 杨清宇 施仁 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2002年第5期466-472,共7页
在工业自动化领域 ,为进行远程制造、管理和市场运营 ,企业对高性能控制网络的需求不断增加 .为实现管控一体化 ,在控制网络上越来越多的设备维护和管理信息需要传递 ,对控制网络的带宽提出了更高的要求 .虽然现场总线技术发展迅速 ,但... 在工业自动化领域 ,为进行远程制造、管理和市场运营 ,企业对高性能控制网络的需求不断增加 .为实现管控一体化 ,在控制网络上越来越多的设备维护和管理信息需要传递 ,对控制网络的带宽提出了更高的要求 .虽然现场总线技术发展迅速 ,但在传输速率和实时性方面 ,现场总线仍旧存在很多不足 .近期 ,随着以太网和 TCP/ IP越来越多地进入控制领域 ,工业控制网络正面临着严峻挑战 .鉴于此 ,本文认真分析了工业控制网络技术的现状 ,对现场总线技术和混合分布式控制网络技术做了详细的阐述 ,指出了以太网和 TCP/ IP对控制网络的变革和推动 .在此基础之上 ,通过对基于 TCP/ IP协议的网络化智能仪表和嵌入式 Internet技术的深入分析 ,本文提出了一种新型的网络体系结构——基于因特网的工业控制网络 .随着集成电路技术的快速发展 ,将以太网接口嵌入到现场仪表已成为可能 。 展开更多
关键词 因特网 工业控制网络 体系结构 现场总线 以太网 TCP/IP协议 嵌入式INTERNET
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EPA工业控制网络安全测试系统设计与实现 被引量：7
15
作者 王平 靳智超 王浩 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第11期2153-2155,共3页
结合EPA网络规范、NIST-800系列规范,深入分析了EPA工业控制网络面临的安全威胁并探讨了安全测试原理,从主动防御的角度出发集成多种测试技术,设计并实现了一种适用于EPA工业控制网络的安全测试系统;通过一个小型的EPA工业控制网络验证... 结合EPA网络规范、NIST-800系列规范,深入分析了EPA工业控制网络面临的安全威胁并探讨了安全测试原理,从主动防御的角度出发集成多种测试技术,设计并实现了一种适用于EPA工业控制网络的安全测试系统;通过一个小型的EPA工业控制网络验证,结果表明该系统能够自动检测远程或本地的EPA网络设备的安全状况,发现潜在的安全漏洞并在测试报告中给出解决建议。 展开更多
关键词 工业控制网络 EPA 安全测试 漏洞检测
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基于改进单类支持向量机的工业控制网络入侵检测方法 被引量：18
16
作者 刘万军 秦济韬 曲海成 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第5期1360-1365,1371,共7页
针对单类支持向量机(OCSVM)入侵检测方法无法检测内部异常点和离群点导致决策函数偏离训练样本的问题,提出了一种结合具有噪声的密度聚类(DBSCAN)方法和K-means方法的OCSVM异常入侵检测算法。首先通过DBSCAN算法,剔除训练数据中的离群点... 针对单类支持向量机(OCSVM)入侵检测方法无法检测内部异常点和离群点导致决策函数偏离训练样本的问题,提出了一种结合具有噪声的密度聚类(DBSCAN)方法和K-means方法的OCSVM异常入侵检测算法。首先通过DBSCAN算法,剔除训练数据中的离群点,消除离群点的影响;然后利用K-means划分数据类簇的方法筛选出内部异常点;最后利用OCSVM算法为每一个类簇建立单分类器用于检测异常数据。工控网络数据集上的实验结果表明,该组合分类器能够利用无异常数据样本检测出工控网络入侵,并且提高了OCSVM方法的检测效果。在气体管道网络数据集入侵检测实验中,所提方法的总体检测率为91.81%;而原始OCSVM算法则为80.77%。 展开更多
关键词 单类支持向量机 具有噪声的密度聚类 K-MEANS 工业控制网络 异常入侵检测
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工业控制网络和信息网络的集成技术 被引量：9
17
作者 于仲安 李慧斌 《工矿自动化》 北大核心 2008年第1期76-79,共4页
控制网络和信息网络是工业企业网络的2个部分,控制网络和信息网络的集成可实现网络间信息与资源的共享,是企业实现信息化和综合自动化的关键。文章介绍了工业控制网络和信息网络的不同,分析了控制网络和信息网络集成的必要性,阐述了工... 控制网络和信息网络是工业企业网络的2个部分,控制网络和信息网络的集成可实现网络间信息与资源的共享,是企业实现信息化和综合自动化的关键。文章介绍了工业控制网络和信息网络的不同,分析了控制网络和信息网络集成的必要性,阐述了工业控制网络和信息网络集成的几种方式及若干关键问题。 展开更多
关键词 工业控制网络 信息网络 集成技术 综合自动化
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工业控制网络的体系结构 被引量：9
18
作者 潘世永 郑萍 饶蜀华 《电气自动化》 北大核心 2003年第4期3-5,12,共4页
本文提出了工业控制网络的体系结构决定其功能及相互关系的观点,进而指出了控制网与信息网互连这一必然的趋势。并从DCS、FCS、工业Ethernet以及嵌入式网络控制系统的发展上说明了体系结构的每一次变化都带来控制系统性能的提高,并最终... 本文提出了工业控制网络的体系结构决定其功能及相互关系的观点,进而指出了控制网与信息网互连这一必然的趋势。并从DCS、FCS、工业Ethernet以及嵌入式网络控制系统的发展上说明了体系结构的每一次变化都带来控制系统性能的提高,并最终以真正意义上的全开放的扁平化的网络体系结构,实现管理信息系统与控制系统的无缝结合。 展开更多
关键词 集散控制系统 工业控制网络 体系结构 计算机网络 现场总线
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工业控制网络流量特性分析与建模 被引量：6
19
作者 赖英旭 高春梅 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期991-999,共9页
采集了真实环境中的基于工业以太网的工业控制网络流量,通过对流量特性的分析发现其流量特性与普通IT网络流量特性的差异,并详细分析了其成因.通过分析发现,工业控制网络流量分布整体较规律,数据包时间间隔既不服从泊松分布又不服从重... 采集了真实环境中的基于工业以太网的工业控制网络流量,通过对流量特性的分析发现其流量特性与普通IT网络流量特性的差异,并详细分析了其成因.通过分析发现,工业控制网络流量分布整体较规律,数据包时间间隔既不服从泊松分布又不服从重尾分布,小时间尺度上具有周期性,没有表现出自相似的特性,大时间尺度上则较为平稳.最后,应用季节乘积ARIMA模型对工业网络流量进行了实证分析.结果表明:应用该模型对工业网络流量进行建模预报是可行可靠的. 展开更多
关键词 工业控制网络 流量特性 流量模型 乘积季节ARIMA
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基于PLC的工业控制网络设计与研究 被引量：4
20
作者 盖晓华 刘叔军 和小玲 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2004年第10期12-15,共4页
介绍了基于Omron公司PLC的ControllerLink控制网络 ,并对网络的性能、硬件配置、网络组态、通信链接和网络监控设计技术进行深入研究 ,实现了在PLC、计算机等节点间方便、灵活地发送和接收大容量数据包 ,且实时性、可靠性较高。
关键词 工业控制网络 PLC 硬件配置 实时性 计算机 发送 数据包 设计与研究 网络组态 设计技术
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