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基于漏洞关联攻击代价的攻击图生成算法

计算机应用研究 2012年第5期29卷 1907-1909页

作者：何江湖潘晓中武警工程大学电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室信息安全研究所西安710086

在已有的网络攻击图生成方法的基础上,从漏洞关联的攻击代价出发,设计了一种攻击图生成基本框架,提出了一种基于漏洞关联攻击代价的网络攻击图的自动生成算法。该算法能有效结合漏洞之间的相关性,科学地评估攻击代价,有效删除了攻击代... 详细信息

在已有的网络攻击图生成方法的基础上,从漏洞关联的攻击代价出发,设计了一种攻击图生成基本框架,提出了一种基于漏洞关联攻击代价的网络攻击图的自动生成算法。该算法能有效结合漏洞之间的相关性,科学地评估攻击代价,有效删除了攻击代价过高、现实意义不大的攻击路径,简化了攻击图,并通过实验检验了该算法的合理性和有效性。

关键词：攻击图攻击代价漏洞关联自动生成

综合节点重要性及攻击代价的作战网络抗毁性分析

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火力与指挥控制 2022年第10期47卷 119-124页

作者：孙利娜梁葆华陈志伟中国飞行试验研究院西安710089 西北工业大学无人系统技术研究院西安710072

抗毁性分析已经成为当前评估作战网络生存能力的重要方法。当前研究中,多基于节点重要性来建立攻击策略,忽略对节点攻击代价的考虑,而攻击代价是网络攻击时应该考虑的重要因素。提出了综合节点重要性和攻击代价的作战网络抗毁性分析方... 详细信息

抗毁性分析已经成为当前评估作战网络生存能力的重要方法。当前研究中,多基于节点重要性来建立攻击策略,忽略对节点攻击代价的考虑,而攻击代价是网络攻击时应该考虑的重要因素。提出了综合节点重要性和攻击代价的作战网络抗毁性分析方法。在传统考虑节点重要度的基础上,将攻击代价因素结合到网络的攻击策略中来,并给出调节节点重要性和攻击代价的权重调节因子,进而提出了不同的攻击策略,并进行了抗毁性分析。结果表明,该方法不仅有效地将攻击代价综合考虑到网络的攻击策略中,同时扩展了对节点重要性和攻击代价的权重选择,可以通过权重调节因子改变策略中节点重要性和攻击代价的权重,并进一步支持综合攻击效果和攻击代价时的策略选择。

关键词：攻击代价节点重要性攻击策略抗毁性分析

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代价下复杂网络攻击策略有效性研究

北京理工大学学报 2013年第1期33卷 67-72页

作者：覃俊吴泓润易云飞郑波尽中南民族大学计算机学院湖北武汉430074 河池学院计算机与信息科学系广西宜州546300 武汉大学计算机学院湖北武汉430072

为了预测攻击策略的有效性,提出了介数紧致系数、接近度紧致系数2个新的度量指标,并在考虑攻击代价条件下,理论分析了平均度、介数紧致系数、接近度紧致系数3个指标与攻击策略有效性的关系.选取4种复杂网络作为实验网络,对实验网络在度... 详细信息

为了预测攻击策略的有效性,提出了介数紧致系数、接近度紧致系数2个新的度量指标,并在考虑攻击代价条件下,理论分析了平均度、介数紧致系数、接近度紧致系数3个指标与攻击策略有效性的关系.选取4种复杂网络作为实验网络,对实验网络在度攻击、介数攻击、接近度攻击策略下进行仿真.实验结果表明,针对同一网络,度攻击策略最差;相同平均度下,介数/接近度紧致系数越小,则与此对应的介数/接近度攻击策略越有效.

关键词：复杂网络攻击策略攻击代价紧致系数

电力信息物理系统低代价多阶段高危攻击策略研究

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电力系统自动化 2021年第20期45卷 1-8页

作者：蔡晔刘放曹一家陈洋刘颖湖南省2011清洁能源与智能电网协同创新中心(长沙理工大学) 湖南省长沙市410114

信息物理层间的深度融合是智能电网的重要特征。利用跨域关系实施的攻击会给电网稳定运行带来新的风险,考虑攻击代价因素研究高危攻击策略对于提升电网抵御攻击的能力具有重要意义。首先,基于电力信息物理层间耦合关系,综合结构特性与... 详细信息

信息物理层间的深度融合是智能电网的重要特征。利用跨域关系实施的攻击会给电网稳定运行带来新的风险,考虑攻击代价因素研究高危攻击策略对于提升电网抵御攻击的能力具有重要意义。首先,基于电力信息物理层间耦合关系,综合结构特性与运行特性定义了一种线路攻击代价指标,以辨识电网中防护措施薄弱而容易遭受攻击的低攻击代价线路。然后,对低攻击代价线路进行多阶段攻击以诱发大停电事故,分析信息物理交互作用下多阶段攻击的危害放大机理。最后,以IEEE 118节点系统和某省电网系统为例进行仿真分析。仿真结果表明:针对低攻击代价线路实施多阶段攻击可造成大停电事故,且攻击代价明显较低;信息节点故障概率的增加使得攻击策略有效性提高,信息网在预防大停电事故中发挥着重要作用。

关键词：信息物理系统攻击代价多阶段攻击连锁故障优化调度

电力 CPS 多阶段低代价虚假数据注入攻击方法

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浙江电力 2023年第11期42卷 39-47页

作者：伊娜徐建军陈月潘飞宇东北石油大学电气信息工程学院黑龙江大庆163318 黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319

随着信息和通信技术的快速发展,电力系统已发展为信息系统和物理系统深度耦合的CPS(信息物理系统),信息流与电力流的不断交互使电网面临着潜在的网络攻击风险。以PMU(相量测量单元)作为攻防目标,提出一种多阶段低代价FDIA(虚假数据注入... 详细信息

随着信息和通信技术的快速发展,电力系统已发展为信息系统和物理系统深度耦合的CPS(信息物理系统),信息流与电力流的不断交互使电网面临着潜在的网络攻击风险。以PMU(相量测量单元)作为攻防目标,提出一种多阶段低代价FDIA(虚假数据注入攻击)方法。首先,构建虚假数据,确定PMU最优配置,优化攻击范围并量化攻击后果;其次,基于双人零和博弈理论求解纳什均衡点,得到博弈模型的最优攻防策略;最后,在IEEE 30节点系统上仿真,基于单阶段博弈结果,在不同攻击场景下实施多阶段低代价攻击。研究结果表明:低代价线路花费的攻击代价明显偏低,并且对电力系统的稳定运行造成了影响,验证了所提多阶段攻击模型的有效性与适用性。

关键词：信息物理系统虚假数据注入攻击同步相量测量单元双人零和博弈多阶段攻击攻击代价

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电力信息物理系统低代价多阶段攻击策略研究

电力信息物理系统低代价多阶段攻击策略研究

作者：刘放长沙理工大学

学位级别：硕士

随着智能电网的发展,现代电力系统已由传统的一次设备网络演变为信息网与物理电网深度融合的电力信息物理系统。在信息网显著提升电力系统运行效率的同时,利用跨域关系实施的攻击也给电力系统稳定运行带来了新的风险。近年来国内外多起... 详细信息

随着智能电网的发展,现代电力系统已由传统的一次设备网络演变为信息网与物理电网深度融合的电力信息物理系统。在信息网显著提升电力系统运行效率的同时,利用跨域关系实施的攻击也给电力系统稳定运行带来了新的风险。近年来国内外多起电网攻击事件表明:“针对电力系统的定向攻击模式逐渐成熟,攻击方式更加隐蔽、攻击范围高度扩散、攻击手段无所不用”。实际中,攻击代价因素会在一定程度上影响攻击者的决策,考虑攻击代价因素研究攻击者对电力系统的攻击方式与攻击行为特征对于提升电网抵御攻击的能力具有重要意义。同时,鲜有研究考虑攻击者对电力系统实施多阶段攻击的可能性,而2019年委内瑞拉大停电事故表明攻击者可以通过多种方式对电力系统进行多阶段攻击。因此,论文考虑攻击代价因素,提出了一种电力信息物理系统低代价多阶段攻击策略,并针对低代价多阶段攻击场景进行风险评估。主要研究工作如下:基于复杂网络理论对电力信息物理系统进行拓扑建模,并分别建立了电力网与信息网的动态模型,在此基础上分析了信息物理层间交互作用与连锁故障机理。综合拓扑特性与运行特性定义了线路攻击代价指标,辨识电网中防护措施薄弱而容易遭受攻击的低攻击代价线路,进而提出一种针对低攻击代价线路的多阶段攻击策略。以IEEE 118节点系统和某省电网系统为例进行仿真分析,验证了所提策略的有效性:针对低攻击代价线路进行较少次数的阶段性攻击也可造成大停电,且攻击代价明显较低;信息节点故障概率增加使得信息网抑制连锁故障的能力减弱,多阶段攻击的危害性进一步提高。考虑攻击代价与攻击者的选择倾向,基于攻击损益原则计算各个攻击方案被攻击者选取的概率,利用攻击代价指标衡量多阶段攻击的成功概率,并针对电力信息物理系统低代价多阶段攻击场景建立了风险评估模型,最后对IEEE 118节点系统与某省电网系统进行风险评估。结果表明:该风险评估模型能够反映出攻击者旨在花费较低的代价对电网造成较大危害的选择倾向,揭示高风险的低代价多阶段攻击方案;以高风险低阶攻击方案为基础的高风险高阶攻击方案辨识方法,能够辨识出攻击者下一阶段的高风险攻击路径,对于多阶段攻击的路径预测与主动防御具有一定参考价值。

关键词：信息物理系统攻击代价多阶段攻击连锁故障优化调度风险评估

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考虑代价的无标度网络抗攻击性研究

考虑代价的无标度网络抗攻击性研究

作者：黄丹中南民族大学

学位级别：硕士

具有无标度特性的复杂网络即为无标度网络,此种网络的度分布满足幂律分布,即概率上具有自相似性。所谓自相似性,是指函数形态在不同放大倍数上的性状相似;所谓标度不变性,指网络的度分布在任何标度上都是相似的,不能找到一个特征的标度... 详细信息

具有无标度特性的复杂网络即为无标度网络,此种网络的度分布满足幂律分布,即概率上具有自相似性。所谓自相似性,是指函数形态在不同放大倍数上的性状相似;所谓标度不变性,指网络的度分布在任何标度上都是相似的,不能找到一个特征的标度来刻画网络的性质。 Barabasi在《Nature》上提出著名的无标度网络在选择性攻击下脆弱的观点,是当前复杂网络抗攻击性研究的主流观点。该观点以为无标度网络在选择性攻击下,少数重要节点或边被移除将使得整个网络快速崩溃。然而,我们发现现实网络与该结论存在不一致之处。Internet是一个现实世界中的无标度网络,该网络的设计目的为抵御核打击等选择性攻击,并在病毒、黑客等的选择性攻击下,从未出现网络整体崩溃的现象,这说明,现实中的Internet在选择性攻击下并不脆弱,这与上述结论不一致。本文为此进行了深入研究,证明在考虑代价的情况下,无标度网络可能并不脆弱,在特定情况下,可能是最鲁棒的网络。主要工作如下: 1)对现实的网络进行了分析,得出现实与主流观点不一致的原因在于后者假设了对所有节点的攻击代价相等,而现实中对网络中各个节点的攻击代价不可能相等;2)修正主流观点的假设,本文定义攻击代价为攻击时所删除的节点的度数,定义网络的紧致系数为节点的度与其他所有节点重要性度量的相关程度。 3)通过对五个网络的仿真实验证明两个结论:在攻击代价不同的情形下,无标度网络在选择性节点攻击下可能是鲁棒的;进一步,越紧致且平均度越大的无标度网络在选择性节点攻击下越鲁棒,而在同一平均度条件下,结构越紧致的网络越鲁棒。该结论丰富了无标度网络的抗攻击性理论,为复杂网络的结构稳定性研究,进而为复杂系统的稳定性研究提供了重要的依据,也可用于建立鲁棒的社会、生物和技术网络,获得药物靶点、瓦解犯罪集团等。本文的主要创新点为: 1)对Barabasi在《Nature》上提出的无标度网络在选择性攻击下脆弱的著名观点进行了挑战,指出主流观点中所有节点的攻击代价相同的前提是错误的,而在攻击代价不同的前提条件下,无标度网络在选择性节点攻击下不脆弱。 2)指出在攻击代价不同的前提条件下,影响无标度网络鲁棒性的两个因素为网络的紧致系数和网络的平均度。

关键词：无标度网络抗攻击性攻击代价鲁棒性脆弱性

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图论在网络安全威胁态势分析中的应用

北京邮电大学学报 2009年第1期32卷 113-117页

作者：陈天平乔向东郑连清罗骞空军工程大学电讯工程学院西安710077

提出了一种基于网络图论模型的威胁态势分析方法.定义了图中邻接点的攻击代价,并采用多属性效用理论计算其效用值.对图中的边赋予代表攻击代价的权,利用最短可达路径算法分析了节点的威胁态势.实例表明,该方法简捷有效,有助于优化安全... 详细信息

提出了一种基于网络图论模型的威胁态势分析方法.定义了图中邻接点的攻击代价,并采用多属性效用理论计算其效用值.对图中的边赋予代表攻击代价的权,利用最短可达路径算法分析了节点的威胁态势.实例表明,该方法简捷有效,有助于优化安全防护策略.

关键词：网络安全图论模型攻击代价威胁路径

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基于网络中心性的计算机网络脆弱性评估方法

中国科学院研究生院学报 2012年第4期29卷 529-535页

作者：贾炜冯登国连一峰中国科学技术大学电子工程与信息科学系合肥230026 中国科学院软件研究所信息安全国家重点实验室北京100190 信息安全共性技术国家工程研究中心北京100080

提出一种基于网络中心性的计算机网络脆弱性评估方法.首先基于通用脆弱性评分系统,对攻击者利用脆弱性攻击所花费的代价进行量化评估,根据评估结果对脆弱性攻击图进行最小攻击代价路径分析.引入网络中心性理论,采用攻击图节点的介数和... 详细信息

提出一种基于网络中心性的计算机网络脆弱性评估方法.首先基于通用脆弱性评分系统,对攻击者利用脆弱性攻击所花费的代价进行量化评估,根据评估结果对脆弱性攻击图进行最小攻击代价路径分析.引入网络中心性理论,采用攻击图节点的介数和节点连通度相结合的方法,对攻击图的节点关键程度进行量化分析,判断对网络安全产生关键影响的脆弱性,为计算机网络的安全优化提供依据.

关键词：脆弱性脆弱性攻击图网络中心性介数攻击代价