朱俊威 吳 珺 馮 宇
(浙江工業大學信息工程學院 杭州 310023)
隨著近年來計算機控制技術和電子硬件設備的快速發展,信息物理系統(cyber-physical systems,CPSs)在工業控制領域受到廣泛應用。與傳統數字控制系統相比,信息物理系統融合了網絡資源和物理資源,將所有設備和網點通過通信網絡連接在一起,大大提高了系統的時效性。如今,CPSs在工業現場、樓宇自動化、智能電網和智慧城市等領域中起著重要的作用。也正是由于網絡環境的開放性,CPSs較傳統控制網絡面臨更高的安全威脅。例如,2003年1月,SQLSlammer蠕蟲病毒攻擊了美國戴維斯貝斯核電站,使得過程控制中心連續數小時無法工作。2010年6月,stuxnet“震網”蠕蟲病毒[1]突破西門子公司的數據采集與監控系統,對伊朗的布什爾核電站造成極大破壞。2012年“打印機木馬”橫掃美國、印度等國家,使得打印機瘋狂打印毫無意義的內容,造成極大的浪費。諸如此類的工業控制網絡攻擊的例子屢見不鮮,在此背景下,CPSs的安全問題已經引起了政府企業和社會各界的廣泛關注。
從控制的角度看,網絡攻擊通常被建模為一種附加信號,根據攻擊的對象不同,攻擊會影響控制器到執行器的通道,也會影響傳感器到觀測器的通道。針對復雜系統的攻擊問題,一些研究著重考慮了攻擊檢測問題。Pasqualetti等人[2]從圖論和系統理論的角度闡述基本檢測的限制,提出了攻擊檢測的數學框架,并設計了集中式和分布式攻擊檢測觀測器。Do[3]研究了智能電網中的攻擊檢測問題。……