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针对负荷重分配攻击的移动目标防御策略

中国电力 2024年

作者：贺全鹏刘苇杨维永魏兴慎王琦东南大学电气工程学院南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司)

负荷重分配攻击考虑电力系统实际设备配置及实际运行情况，通过篡改负荷量测对电力系统安全稳定运行造成威胁。提出一种基于拓扑变换的移动目标防御方法，通过变换系统拓扑结构破坏攻击者对电力系统信息的掌握程度，实现对负荷重分配攻... 详细信息

负荷重分配攻击考虑电力系统实际设备配置及实际运行情况，通过篡改负荷量测对电力系统安全稳定运行造成威胁。提出一种基于拓扑变换的移动目标防御方法，通过变换系统拓扑结构破坏攻击者对电力系统信息的掌握程度，实现对负荷重分配攻击的防御，为电力系统安全可靠运行提供保障。首先，建立负荷重分配双层优化模型，对攻击策略进行分析；然后，分析拓扑结构的优化重构方式，建立拓扑结构变换的优化模型；最后，将拓扑结构优化算法与状态估计相结合实现移动目标防御，完成对负荷重分配攻击的检测。在IEEE14节点系统中对所提方法进行了测试与分析，算例证明基于拓扑变换的移动目标防御方法能够对负荷重分配攻击进行有效的防御，并增强了电力系统的攻击抵抗能力。

关键词：状态估计负荷重分配攻击拓扑变换混合整数线性规划移动目标防御

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面向电网安全的零信任动态访问控制

重庆大学学报 2024年第8期47卷 81-89页

作者：陈岑屈志昊汪明魏兴慎钱珂翔国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052 河海大学计算机与软件学院南京210089 国家电网有限公司北京100031 国网电力科学研究院有限公司南京211102 国网智能电网研究院有限公司北京102209

随着信息通信技术在电力信息系统中的不断发展和应用,电网的防护边界逐渐模糊,外部攻击和内部威胁日益严重,急需对电力系统信息资源的访问进行有效控制,确保数据安全。本文在电网二次系统安全防护总体框架的基础上,结合零信任安全机制,... 详细信息

随着信息通信技术在电力信息系统中的不断发展和应用,电网的防护边界逐渐模糊,外部攻击和内部威胁日益严重,急需对电力系统信息资源的访问进行有效控制,确保数据安全。本文在电网二次系统安全防护总体框架的基础上,结合零信任安全机制,提出面向电网信息安全的零信任动态访问控制模型。该模型通过分析电网系统的访问主体属性与行为信息的特点,综合考虑威胁行为、滑动窗口、惩罚机制等因素对访问控制的影响,实现对访问主体信任值的持续评估和动态控制。仿真实验结果表明,增加推荐信任能合理兼顾主观和客观2种信任评价,使电网访问主体的信任值评估更准确。此外,针对外部威胁行为,信任评估引擎会迅速更新访问者的综合信任值,使非法主体无法获得系统的访问权限,具有更好的控制细粒度。

关键词：零信任电网信息安全动态访问控制安全防护架构信任值

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面向新型配电系统的网络安全脆弱性评估

电力信息与通信技术 2024年第8期22卷 37-44页

作者：王伟朱江魏兴慎朱卫平国网电力科学研究院有限公司江苏省南京市210003 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210003

随着新型配电系统建设的不断推进,新型配电系统的信息化和智能化程度越来越高,配电网信息物理系统面临网络攻击的安全风险增加。文章针对新型配电系统信息侧安全风险及安全漏洞无法定量评估的问题,提出一种跨空间的风险量化评估方法。... 详细信息

随着新型配电系统建设的不断推进,新型配电系统的信息化和智能化程度越来越高,配电网信息物理系统面临网络攻击的安全风险增加。文章针对新型配电系统信息侧安全风险及安全漏洞无法定量评估的问题,提出一种跨空间的风险量化评估方法。首先建立新型配电系统网络风险评估模型,采用改进的基于穆迪图的层次分析法(Moody's diagram based analytic hierarchy process,MSDM-AHP)构建权重矩阵解决传统层次分析法指标权重不准确的问题,采用逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)对节点的脆弱性因子进行量化并计算攻击目标的攻击概率。最后,依据IEC61850标准建立了新型配电系统子站信息模型,并基于此模型验证了所提方法的有效性与准确性。

关键词：新型配电系统脆弱性评估 MSDM-AHP TOPSIS

网络攻击场景下含分布式光伏配电网的脆弱性研究

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综合智慧能源 2024年第5期46卷 50-57页

作者：李一诺刘玮魏兴慎王琦东南大学软件学院南京210096 东南大学电气工程学院南京210096 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 南京211106

随着网络技术的高速发展,大量智能量测终端和通信设备广泛接入电力系统,为网络攻击引入了新的入侵途径,加剧了电力系统对网络攻击的暴露风险。为保障电力系统的安全运行,评估网络攻击下含分布式光伏的配电系统的脆弱性,首先从攻击者的... 详细信息

随着网络技术的高速发展,大量智能量测终端和通信设备广泛接入电力系统,为网络攻击引入了新的入侵途径,加剧了电力系统对网络攻击的暴露风险。为保障电力系统的安全运行,评估网络攻击下含分布式光伏的配电系统的脆弱性,首先从攻击者的视角构建了针对分布式光伏的数据篡改攻击模型描述网络攻击具体形态;其次,在攻击场景下,求解配电系统光伏出力缺失状态下的电力潮流修正方程,基于潮流灵敏度提出节点脆弱度表征配电系统的脆弱性;最后,通过仿真验证了含分布式光伏配电网脆弱性与攻击影响程度的相关性以及与拓扑和时序的相关性。研究结果可为电力系统网络安全防御者在网络攻击威胁下精准制定防御方案,合理分配防御资源提供参考。

关键词：网络攻击分布式光伏配电网脆弱性电压灵敏度

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SG-Edge:电力物联网可信边缘计算框架关键技术

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软件学报 2022年第2期33卷 641-663页

作者：杨维永刘苇崔恒志魏兴慎黄皓廖鹏钱柱中王元强南京大学计算机科学与技术系江苏南京210023 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏南京210003 国网江苏省电力有限公司江苏南京210003 北京邮电大学网络空间安全学院北京100876

随着国家电网电力物联网的逐步推进,作为其核心支撑技术的边缘计算框架逐渐成为研究热点.首先,总结了物联网和边缘计算框架方面的已有研究工作;其次,通过分析电力物联网在业务场景、边缘计算、信息安全等方面的关键技术难题,提出了一种... 详细信息

随着国家电网电力物联网的逐步推进,作为其核心支撑技术的边缘计算框架逐渐成为研究热点.首先,总结了物联网和边缘计算框架方面的已有研究工作;其次,通过分析电力物联网在业务场景、边缘计算、信息安全等方面的关键技术难题,提出了一种适应于电力物联网的可信边缘计算框架SG-Edge;随后,结合边缘框架的可信防护关键难题,给出了硬件可信引导、软件行为动态度量等关键技术方法;最后,从业务适应性、安全性以及性能等方面对SG-Edge进行了全面评估,并对未来研究可能面临的挑战进行了展望.

关键词：物联网电力物联网边缘计算可信计算网络安全

基于自适应交互反馈的电力终端信任度评估机制

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计算机应用 2023年第6期43卷 1878-1883页

作者：魏兴慎高鹏吕卓曹永健周剑屈志昊南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司)南京南瑞信息通信科技有限公司南京201137 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052 河海大学计算机与信息学院南京211100

在电力系统中,终端设备的信任度评估是实现访问权限分级、数据安全采集的关键技术,对于保证电网安全稳定运行具有重要意义。传统的信任度评估模型通常基于终端设备身份识别、运行状态和交互记录等直接计算信任度评分,在面临间接攻击和... 详细信息

在电力系统中,终端设备的信任度评估是实现访问权限分级、数据安全采集的关键技术,对于保证电网安全稳定运行具有重要意义。传统的信任度评估模型通常基于终端设备身份识别、运行状态和交互记录等直接计算信任度评分,在面临间接攻击和节点共谋时,性能较差。针对上述问题,提出一种基于自适应交互反馈的信任度评估(Adaptive Interaction Feedback based Trust evaluation,AIFTrust)机制。所提机制通过直接信任评估模块、信任推荐模块和信任聚合模块全面地度量设备的信任等级,针对电力信息系统中海量协作终端精准地评估信任度。首先,直接信任评估模块引入交互成本,并基于信任衰减策略计算恶意目标终端的直接信任评分;其次,信任推荐模块引入经验相似性,并通过二次聚类推荐相似终端以提高推荐信任度评分的可靠性;然后,信任聚合模块基于信任评分准确性自适应地聚合直接信任度评分和推荐信任度评分。在真实数据集和生成数据集上的仿真实验结果均表明,在攻击概率为30%、信任衰减率为0.05时,AIFTrust相较于基于相似度的信任评估方法SFM(Similarity FraMework)和基于客观信息熵的信任评估方法CRT(Reputation Trusted based on Cooperation)在推荐准确度上分别提高13.30%和14.81%。

关键词：信任度评估交互成本经验相似性信任聚合信任衰减

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基于估错码的数据纠错机制研究

基于估错码的数据纠错机制研究

作者：魏兴慎南京大学

学位级别：硕士

纠错技术是保障无线网络可靠通信的重要技术之一。现有的纠错码技术可以在不重传数据的情况下,修复出错的数据位,但由于它具有较高的数据冗余度和计算复杂性,会降低网络的传输效率。近年来,研究人员提出了估错码(Error Estimating Code... 详细信息

纠错技术是保障无线网络可靠通信的重要技术之一。现有的纠错码技术可以在不重传数据的情况下,修复出错的数据位,但由于它具有较高的数据冗余度和计算复杂性,会降低网络的传输效率。近年来,研究人员提出了估错码(Error Estimating Code,简称为EEC)技术,只需要在数据包中附加少量的冗余位,就可以快速估算误码率。但是,估错码不具备纠错能力,当误码发生时,仍然需要重传整个数据包。本论文探讨了基于EEC的数据纠错能力,研究当利用EEC检测到误码时,能否在不重传整个数据包的情况下,纠正该数据包的出错数据位。我们的研究表明,大部分出错数据包的误码率较小(低于0.06)。对于这种误码率小的数据包,可以利用EEC编码的概率特性,纠正其中大部分的出错数据位(修复率可达到80%以上)。我们基于EEC校验位的校验信息提出了数据纠错的相关策略。首先通过引入过滤算法,将正确的比特排除掉并得到一个可疑比特集合,该集合中包含了大多数的出错比特。然后利用具有多项式复杂度的随机翻转算法进一步测试这些可疑比特,找出最可能出错的比特,从而最小化数据包中出错比特数目。理论分析显示该随机算法在误码率比较低时,能够以高概率修复大多数的错误;基于真实WiFi访问日志的性能评估也显示了该算法的有效性。其次,通过探究真实的WiFi访问日志发现,数据包中错误数量的分布符合幂律分布,同时数据包中的错误往往是突发错误。结合上述发现,我们将估错码应用到出错数据包修复的问题中,设计出一种新的协议EEC-PPRo该协议使用估错码和分组校验码对数据包进行编码。在对出错数据包进行修复时,根据估算的误码率,选取不同的纠错策略：误码率足够小则选用估错码直接纠错,当误码率较大时,则选择重传某些分组纠错。该协议充分利用了估错码的估算技术和纠错策略,因此避免了大量数据包的重传,使用的分组重传技术避免了因重传整个数据包造成的资源浪费。基于WiFi访问日志,我们对比了不同的出错数据包修复技术,结果显示该协议可以极大地提高数据传输效率。本文的主要工作及贡献包括以下几个方面：●给出基于估错码的纠错问题的形式化描述。通过将估错码的纠错问题形式化为优化问题,在给定条件下,通过优化目标函数,纠正数据包中的错误。●提出了一种基于估错码的数据纠错策略。该策略首先通过过滤器算法得到可疑比特集合,其次使用随机翻转算法依照特定概率翻转可疑数据比特,以最小化优化目标函数,纠正出错的数据位。理论分析证明当误码率足够小时,该算法能够在较大概率上纠正绝大部分出错的数据位。·提出了一种新的出错数据包修复协议EEC-PPR。基于较低冗余的编码,该协议利用GS-EEC的估错和纠错能力,有效减少数据的重传次数,并利用分组编码有效减少重传的数据量。●基于真实WiFi访问日志进行性能评估。利用真实的WiFi访问日志,我们评估了所提出的纠错策略和出错包修复修复协议EEC-PPR的性能,结果显示策略能有效地降低数据包中的误码率,EEC-PPR能减少重传,降低了系统时延,提升网络性能。

关键词：估错码出错数据包修复无线网络

“数据要素×应急管理”的乘数效应机理与激活路径

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图书情报知识 2024年第2期41卷 18-22页

作者：沙勇忠魏兴飞兰州大学管理学院兰州730000 兰州大学应急管理研究中心兰州730000

文章探讨了应急管理数据要素乘数效应机理及其激活路径。首先阐释了数据要素的关键特征及其应急管理意涵,而后从DIKW(数据-信息-知识-智慧)模型、应急管理活动以及数据要素与其他要素间的互动融合三方面论述了应急管理数据要素乘数效应... 详细信息

文章探讨了应急管理数据要素乘数效应机理及其激活路径。首先阐释了数据要素的关键特征及其应急管理意涵,而后从DIKW(数据-信息-知识-智慧)模型、应急管理活动以及数据要素与其他要素间的互动融合三方面论述了应急管理数据要素乘数效应的作用机理,最后提出了场景牵引、数商推进、技术创新和上下分化等应急管理中数据要素乘数效应的激活路径。

关键词：数据要素× 应急管理乘数效应价值创造

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粤北水边河流域钙元素迁移的基岩制约作用

中国岩溶 2024年第1期43卷 105-113页

作者：涂旭魏兴琥曾发明食品科学与工程学院佛山科学技术学院广东佛山528000 环境与化学工程学院佛山科学技术学院广东佛山528000 佛山市生态固碳工程技术研究中心广东佛山528000

岩石风化是控制流域水体水化学特征的关键因素之一。为探索岩溶流域中不同基岩风化作用对地表水化学的影响,本文选择粤北典型岩溶流域(水边河)为研究对象,以水体[Ca^(2+)]变化和钙迁移机制为研究主线,通过连续5年的系统调查及采样分析,... 详细信息

岩石风化是控制流域水体水化学特征的关键因素之一。为探索岩溶流域中不同基岩风化作用对地表水化学的影响,本文选择粤北典型岩溶流域(水边河)为研究对象,以水体[Ca^(2+)]变化和钙迁移机制为研究主线,通过连续5年的系统调查及采样分析,揭示不同岩性风化对干流水体中Ca^(2+)输送通量的贡献率和岩溶流域钙元素迁移的影响机理。结果表明:(1)不同基岩支流的水体[Ca^(2+)]差异明显,特别是在干季,碳酸盐岩支流水体的[Ca^(2+)]分别是花岗岩、砂岩和砾岩支流的3.8倍、4.7倍、14.9倍;(2)不同基岩支流汇入干流后,水化学变化具有滞后性,并且呈现季节性差异。其中,碳酸盐岩支流汇入后,干流水体的[Ca^(2+)]会滞后升高,而其他支流会稀释[Ca^(2+)],产生稀释作用,其效果在湿季比干季更明显;(3)通过统计分析得出,碳酸盐岩支流在流域土地面积占比为28%,而其对流域水体中[Ca^(2+)]的贡献率达到83%,说明岩溶流域中碳酸盐岩的风化的制约着钙元素的迁移过程;(4)2016-2020年间,水边河向连江输送的钙通量平均值为7.2×10^(4) t·a^(-1),其中,湿季平均输送量为5.8×10^(4) t·a^(-1),干季平均为1.4×10^(4) t·a^(-1);但岩溶水体中钙元素迁移不仅仅有水体溶解的Ca^(2+),还有沉积态钙迁移和水生生物的钙迁移过程,而农业活动及酸雨等过程可导致水体中[Ca^(2+)]发生明显变化,因此,农业活动和酸雨等对钙迁移的影响需要多加关注。

关键词：岩溶流域钙迁移通量基岩类型钙离子浓度外源水