工业控制系统安全评估的研究与系统实现

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1、工业控制系统安全评估的研究与系统实现重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：王雅萍指导教师：傅鹂教授学位类别：工程硕士（软件工程领域）重庆大学软件学院二O一四年五月StudyonTheoriesandApplicationofIndustrialControlSystemSecurityAssessmentAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByWangYapingSu

2、pervisedbyProf.FuLiSpecialty:ME(SoftwareEngineeringField)SchoolofSoftwareEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2014重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要近年来ICS（工业控制系统）相关安全事件不断爆发，其影响范围涉及各个工业生产部门及国家关键基础设施。然而ICS安全的研究近几年才开始，无论是在安全指标还是评估方法上都还不成熟。又由于ICS安全攻击大多为大规模、多方协作、长持续时间的APT（高

3、级持续威胁）攻击，传统信息系统的安全评估方法在此并非完全适用。国内乃至国际，ICS相关的安全指标匮乏，无法形成全面的、系统性的安全法规对ICS安全进行评估与指导。此外，受数据少、客观性低等因素的限制，ICS安全评估的量化模型实施困难。并且，国内外市场上还不具有量化分析能力的ICS安全评估工具。本文针对ICS安全评估领域的缺陷，进行了如下主要工作：1.对比分析了ICS与传统信息系统在系统特征以及安全性上差异。结合分析国内外ICS相关的安全准则，提出了SCIAM（Safety，Confidentiality，Integrality

4、，Availability，Manageability）安全属性模型，强调人员、物理的安全及法律法规管理在ICS安全中的突出作用。参照AHP（层次分析法）形成树状层次模型，进而构建系统性的安全评估指标体系以及安全属性实施细则，为安全评估人员进行系统性评估提供指标依据。2.客观量化计算评估信息。采用灰色多属性决策方法规避了ICS安全数据量少、质低的缺陷。基于熵权分析法，计算指标体系中各个属性的客观权重。基于可信度分析，计算各个评估人员的客观权重。最后综合所有的权重系数完成安全评估综合结果的计算。3.结合上述量化评估方法，配合使用

5、传统的SAL安全标准评估方法，使用多种设计模式，设计并实现了满足高可扩展性及高可维护性的ICS安全评估系统。关键词：工业控制系统，安全评估模型，多属性群决策，灰色决策I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTRecently,theICS(industrialcontrolsystem)securityincidentsbrokeoutfrequently.Iteffectsallkindsofindustrialorganizationsandnationalkeyinfrastructures.Thedegreeofm

6、aturityonsecuritynormsandassessmentmethodsisfarawayfromperfect.TheAPT(AdvancedPersistentThreat)attack,whichhaslargescale,multi-sidecooperation,well-organizedandlong-termattack,isthemajorpatternofICSsecurityattack.Thetraditionalsecurityassessmentmethodcan’tmettheneed

7、ofICSsecurityassessment.ICSsecuritynormisscarcewhichcan’tformageneralsystem.Besides,thedataislimited,theinformationisincomplete,andtheobjectivityislow.AlloftheseissuesleadtoahardimplementonquantitativemodelofICSsecurityassessment.Moreover,there’snoquantizedtoolforIC

8、Ssecurityassessment.ThisdissertationfocusesontheshortcomingofICSsecurityassessment.Themainworksareasfollows:1.ThedifferencebetweenICSandtr