【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及網(wǎng)絡(luò)安全，特別是一種基于量測(cè)物理恢復(fù)的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、隨著信息技術(shù)與電力工程的深度融合，電網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)化為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)(cyber-physical?smart?grid，cpsg)，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行依賴于精確的狀態(tài)估計(jì)過(guò)程(state?estimation，se)，該過(guò)程需要通過(guò)遠(yuǎn)程終端單元(remote?terminal?unit，rtu)、監(jiān)控控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(supervisory?control?and?data?acquisition，scada)和同步相量測(cè)量單元(phasor?measurement?unit，pmu)等設(shè)備提供的量測(cè)數(shù)據(jù)。然而，cpsg的高度互聯(lián)性也引入了新的安全挑戰(zhàn)，如拒絕服務(wù)攻擊、負(fù)載重分布攻擊和虛假數(shù)據(jù)注入攻擊(false?data?injection?attack，fdia)。其中，fdia通過(guò)篡改量測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，破壞量測(cè)數(shù)據(jù)完整性，從而影響se的結(jié)果，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
2、現(xiàn)有技術(shù)在處理fdia時(shí)存在一些局限性。首先，在復(fù)雜的交流電網(wǎng)噪聲環(huán)境下，現(xiàn)有技術(shù)難以精準(zhǔn)區(qū)分攻擊信號(hào)與正常數(shù)據(jù)，導(dǎo)致檢測(cè)精度降低和誤報(bào)率增高。其次，當(dāng)前的檢測(cè)策略依賴歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停@使得在面對(duì)動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)或未知攻擊模式時(shí)可能不夠靈活或準(zhǔn)確。最后，基于深度學(xué)習(xí)的fdia檢測(cè)模型雖然存在一定創(chuàng)新，但其“黑盒”特性導(dǎo)致的模型內(nèi)部原理過(guò)程不可見(jiàn)及對(duì)高質(zhì)量數(shù)據(jù)的依賴限制了其物理可解釋性和多樣數(shù)據(jù)環(huán)境的適應(yīng)能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路b>
1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本公開(kāi)實(shí)施例提供一種基于量測(cè)物理恢復(fù)的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法。所述技術(shù)方案如下：
2、根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的第一方面，提供一種基于量測(cè)物理恢復(fù)的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法，包括：
3、獲取檢測(cè)對(duì)象區(qū)別于正常數(shù)據(jù)集的當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集；
4、獲取檢測(cè)對(duì)象的歷史異常數(shù)據(jù)集，并通過(guò)所述歷史異常數(shù)據(jù)集與所述正常數(shù)據(jù)集的差值確定用于檢測(cè)所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集的閾值范圍；
5、根據(jù)所述閾值范圍對(duì)所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集執(zhí)行第一修復(fù)動(dòng)作，以使得所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集落入所述閾值范圍。
6、本公開(kāi)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：本專利技術(shù)通過(guò)主動(dòng)獲取包括rtu在內(nèi)的電力系統(tǒng)量測(cè)數(shù)據(jù)，確保量測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性，通過(guò)初步的數(shù)據(jù)檢測(cè)機(jī)制快速識(shí)別出所有和正常數(shù)據(jù)存在區(qū)別和/或差異的數(shù)據(jù)，確保當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集被初步收集時(shí)的全面覆蓋，避免有任何的異常數(shù)據(jù)被遺漏；結(jié)合歷史異常數(shù)據(jù)集，獲取其與正常數(shù)據(jù)集之間的差值合集，能夠確保基于該差值合集建立的閾值范圍確定標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和可靠性，從而使得閾值范圍的精確性得以保障，不僅能夠更準(zhǔn)確地驗(yàn)證當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集的真實(shí)性，還能更準(zhǔn)確地修復(fù)當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集；基于閾值范圍，對(duì)當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集可以執(zhí)行至少一次的第一修復(fù)動(dòng)作，直至將初步確定的異常數(shù)據(jù)值恢復(fù)到正常數(shù)據(jù)集的范疇內(nèi)，不僅解決了當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集及其對(duì)電力系統(tǒng)帶來(lái)的問(wèn)題隱患(如誤導(dǎo)系統(tǒng)作出錯(cuò)誤決策引發(fā)電力供應(yīng)不穩(wěn)定、電力資源的無(wú)效分配和增加系統(tǒng)受真實(shí)故障較長(zhǎng)時(shí)間的損害)，還幫助系統(tǒng)更新異常數(shù)據(jù)檢測(cè)模型，使其更加貼合電力系統(tǒng)實(shí)際可能遭受異常數(shù)據(jù)的運(yùn)行狀態(tài)，提高模型和系統(tǒng)的魯棒性和泛化性，系統(tǒng)能容忍一定程度的異常數(shù)據(jù)的同時(shí)也能區(qū)分應(yīng)對(duì)新異常數(shù)據(jù)，減少對(duì)異常數(shù)據(jù)的誤報(bào)和漏報(bào)，從而有助于提高電力系統(tǒng)對(duì)之后異常數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)捕捉和及時(shí)修復(fù)。
7、本專利技術(shù)雖利用歷史數(shù)據(jù)但無(wú)需依賴歷史數(shù)據(jù)來(lái)精準(zhǔn)捕捉異常數(shù)據(jù)，也無(wú)需對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行替換找補(bǔ)，同時(shí)本專利技術(shù)上述操作過(guò)程環(huán)環(huán)相扣，旨在解決低質(zhì)量和/或異常數(shù)據(jù)，無(wú)需依賴高質(zhì)量數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)多樣性以及提高數(shù)據(jù)的環(huán)境適應(yīng)能力。
8、根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的第二方面，提供一種基于量測(cè)物理恢復(fù)的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法，包括：
9、獲取檢測(cè)對(duì)象區(qū)別于正常數(shù)據(jù)集的當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集；
10、基于所述正常數(shù)據(jù)集對(duì)所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集執(zhí)行第二修復(fù)動(dòng)作，以縮小所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集與所述正常數(shù)據(jù)集之間的差異；
11、獲取檢測(cè)對(duì)象的歷史異常數(shù)據(jù)集，并通過(guò)所述歷史異常數(shù)據(jù)集與所述正常數(shù)據(jù)集的差值確定用于檢測(cè)所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集的閾值范圍；
12、根據(jù)所述閾值范圍對(duì)所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集執(zhí)行第一修復(fù)動(dòng)作，以使得所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集落入所述閾值范圍。
13、本公開(kāi)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：本專利技術(shù)通過(guò)初步的數(shù)據(jù)檢測(cè)機(jī)制快速識(shí)別出所有和正常數(shù)據(jù)存在區(qū)別和/或差異的數(shù)據(jù)，將量測(cè)數(shù)據(jù)區(qū)分為正常數(shù)據(jù)集和異常數(shù)據(jù)集，對(duì)當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集執(zhí)行第二修復(fù)動(dòng)作，縮小當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集與正常數(shù)據(jù)集的差距；結(jié)合歷史異常數(shù)據(jù)集，獲取其與正常數(shù)據(jù)集之間的差值合集，基于該差值合集建立閾值范圍的確定標(biāo)準(zhǔn)，基于閾值范圍，對(duì)經(jīng)過(guò)第二修復(fù)動(dòng)作后的當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集執(zhí)行至少一次的第一修復(fù)動(dòng)作，直至將該異常數(shù)據(jù)值恢復(fù)到正常數(shù)據(jù)集的范疇內(nèi)；本專利技術(shù)通過(guò)對(duì)當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集執(zhí)行兩次修復(fù)動(dòng)作，不僅確保當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集落入閾值范圍內(nèi)，而且提高當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集恢復(fù)的足夠精確和可靠，基于對(duì)兩次修復(fù)動(dòng)作后的異常數(shù)據(jù)檢測(cè)驗(yàn)證也能夠確保對(duì)應(yīng)的模型能夠分別得到更新，其中，基于第一修復(fù)動(dòng)作的模型反饋結(jié)果也能對(duì)第二修復(fù)動(dòng)作的模型更新起到監(jiān)督和促進(jìn)作用，大大提升了兩組修復(fù)模型和系統(tǒng)檢測(cè)模型的魯棒性和泛化性，使系統(tǒng)能容忍更大程度的異常數(shù)據(jù)的同時(shí)也能區(qū)分應(yīng)對(duì)新異常數(shù)據(jù)，不僅有助于提高電力系統(tǒng)對(duì)之后異常數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)捕捉和及時(shí)修復(fù)，還確保解決了當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集及其對(duì)電力系統(tǒng)帶來(lái)的問(wèn)題隱患(如誤導(dǎo)系統(tǒng)作出錯(cuò)誤決策引發(fā)電力供應(yīng)不穩(wěn)定、電力資源的無(wú)效分配和增加系統(tǒng)受真實(shí)故障較長(zhǎng)時(shí)間的損害)。
14、本專利技術(shù)雖利用歷史數(shù)據(jù)但無(wú)需依賴歷史數(shù)據(jù)來(lái)精準(zhǔn)捕捉異常數(shù)據(jù)，也無(wú)需對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行替換找補(bǔ)，同時(shí)本專利技術(shù)上述對(duì)當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集兩次修復(fù)的操作過(guò)程環(huán)環(huán)相扣，旨在解決低質(zhì)量和/或異常數(shù)據(jù)，無(wú)需依賴高質(zhì)量數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)多樣性以及提高數(shù)據(jù)的環(huán)境適應(yīng)能力。
15、在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)所述歷史異常數(shù)據(jù)集與所述正常數(shù)據(jù)集的差值確定用于檢測(cè)所述當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集的閾值范圍，包括以下步驟：
16、獲取所述歷史異常數(shù)據(jù)集中的各個(gè)異常數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)集中的相應(yīng)正常數(shù)據(jù)之間的差值數(shù)據(jù)，作為差值集，并建立對(duì)應(yīng)于所述差值集中的各組差值數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象；
17、計(jì)算所述差值集中的每組差值數(shù)據(jù)與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象之間的距離，以獲取所述差值集對(duì)應(yīng)的距離值合集；
18、對(duì)所述差值集對(duì)應(yīng)的距離值合集執(zhí)行第一排序動(dòng)作，并確定排序之后的距離值合集的特定范圍作為預(yù)設(shè)閾值。
19、在一個(gè)實(shí)施例中，所述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象表示在基于所述差值集建立的高斯分布集的混合模型中，與每組差值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)距離值最小的其中一組高斯分布模型；
20、所述第一排序動(dòng)作表示將所述差值集對(duì)應(yīng)的距離值合集中的各個(gè)距離值按照大小進(jìn)行正態(tài)排列；
21、所述預(yù)設(shè)閾值的特定范圍為所述差值集對(duì)應(yīng)的距離值合集的95％分位數(shù)；
22、若任意一組本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種安全檢測(cè)方法，其特征在于：包括，
2.如權(quán)利要求1所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：所述獲取檢測(cè)對(duì)象區(qū)別于正常數(shù)據(jù)集的當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集之后，還包括，
3.如權(quán)利要求1或2所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
4.如權(quán)利要求3所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
5.如權(quán)利要求1、2、4任一所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
6.如權(quán)利要求4所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
7.如權(quán)利要求5所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
8.如權(quán)利要求4、6和7任一所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
9.如權(quán)利要求8所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
10.如權(quán)利要求9所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
11.如權(quán)利要求2所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
12.如權(quán)利要求11所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種安全檢測(cè)方法，其特征在于：包括，
2.如權(quán)利要求1所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：所述獲取檢測(cè)對(duì)象區(qū)別于正常數(shù)據(jù)集的當(dāng)前異常數(shù)據(jù)集之后，還包括，
3.如權(quán)利要求1或2所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
4.如權(quán)利要求3所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
5.如權(quán)利要求1、2、4任一所述的安全檢測(cè)方法，其特征在于：
6.如權(quán)利要求4所述的安全檢測(cè)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：凌穎，韓松明，楊春燕，黎新，賓冬梅，盧杰科，梁豐，明少鋒，唐福川，張維，謝銘，黃慷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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