针对网络攻击的配电网信息物理系统风险量化评估

针对网络攻击的配电网信息物理系统风险量化评估

论文摘要

现代物理电力系统的可靠和安全运行依赖于相关的信息系统,针对信息系统的网络攻击会导致严重的物理后果。为此,提出一种配电网信息物理系统网络攻击跨信息物理空间传递的风险量化评估方法。针对配电子站,根据IEC 61850标准建立三层信息模型,以断路器和分段开关为攻击目标,分析可能的攻击路径构造攻击图,提出基于相对熵(Kullback-Leibler(KL)距离)并结合逼近理想解排序法(TOPSIS)建立的KL-TOPSIS体系对信息系统脆弱性因子进行量化,结合马尔可夫链和深度优先算法综合计算攻击目标的攻击概率,并建立物理设备遭受网络攻击造成的物理后果指标,分别计算攻击各个断路器和分段开关的物理后果。结合物理后果和攻击概率,得到不同配电终端和配电子站的风险值。最后,以改进的配电网算例验证了所提风险评估模型的有效性。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 配电网CPS系统结构
  • 2 配电子站网络安全性分析
  • 3 配电子站系统网络攻击风险量化评估
  •   3.1 配电子站的网络攻击分析与建模
  •   3.2 网络攻击概率分析计算
  •     3.2.1 攻击入口选择概率计算
  •     3.2.2 安全漏洞的攻击成功概率计算
  •     3.2.3 安全漏洞的被选择攻击概率计算
  •     3.2.4 逻辑节点间的攻击成功概率计算
  •       3.2.4.1 分层指标体系的建立
  •       3.2.4.2 指标排序权重W的确定
  •       3.2.4.3 基于KL-TOPSIS法计算脆弱性因子
  •     3.2.5 攻击目标成功攻击概率计算
  •       1)马尔可夫链状态转移概率矩阵的建立
  •       2)可能的攻击路径搜索
  •       3)攻击目标的攻击成功概率计算
  •   3.3 网络攻击物理后果分析
  •     3.3.1 物理后果指标的建立
  •       3.3.1.1 瞬时后果
  •       3.3.1.2 长期后果
  •     3.3.2 物理后果指标权重系数赋值
  •     3.3.3 网络攻击下物理后果计算
  •       3.3.3.1 攻击目标为断路器造成的物理后果
  •       3.3.3.2 攻击目标为分段开关造成的物理后果
  •     1)分段开关误动后果
  •     2)分段开关拒动后果
  •     3)相邻分段开关误动后果
  • 4 算例验证
  •   4.1 计算物理后果
  •   4.2 计算网络攻击成功概率
  •   4.3 风险量化评估
  • 5 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张宇航,倪明,孙永辉,李满礼

    关键词: 风险评估,信息物理系统,网络攻击,攻击图

    来源: 电力系统自动化 2019年21期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 电力工业

    单位: 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),智能电网保护和运行控制国家重点实验室,河海大学能源与电气学院

    基金: 国家重点研发计划资助项目(2017YFB0903000),国家自然科学基金重点项目(61833008),国家电网公司科技项目“针对网络攻击的电网信息物理系统协同运行态势感知与主动防御方法研究”~~

    分类号: TM732

    页码: 12-30+33

    总页数: 20

    文件大小: 2526K

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