[发明专利]一种攻击场景下的电网防护方法

说明书

本发明公开了一种攻击场景下的电网防护方法，属于电网安全技术领域。本发明通过电力系统的攻防模型构建、构建独立的攻防模型、管理攻防模型、构建双重攻防模型这四个步骤来实现攻击场景下的电网防护。本发明中的电力系统稳定性程度的高低取决于其是否具有主动防御属性，首次围绕防守方收益被抢夺的思想，以某电力系统子网为案例，从攻击者的视角出发，构建攻击者和防御者攻防模型，计算双方在不同状态下的相对收益值，得出电网侧选择部分防守模式是最佳防御策略，适当修正防御模式，从而使电网侧防御无懈可击。

技术领域

本发明属于电网安全技术领域，具体涉及一种攻击场景下的电网防护方法。

背景技术

能源是推动整个社会工业发展最重要的力量之一，能源系统担负着能源稳定传输的重要职责，也是能源传输的唯一通道。电力系统作为能源系统的主要分支，近年来，一直是黑客攻击的重点对象：2010年,伊朗的纳坦兹铀浓缩厂遭受stuxnet病毒攻击，导致伊朗核电站短时间内丧失发电能力；2014年,恶意软件BlackEnergy侵入美国电力涡轮机的软件系统，美国电网累计遭受不少于79次的黑客攻击；2015年,乌克兰电力系统遭受BlackEnergy恶意代码攻击，造成国内大面积停电事故；2016年,以色列电力供应系统受到黑客侵袭，导致电力设施中大量计算机中止运行；2019年,委内瑞拉发生大规模停电事件，起因是主要水电站受到网络攻击，导致超过一半地区停电超过6天。

电力等能源系统能够被频繁攻击成功的根本原因是每个系统本身都是被动、静态性的防护，没有自身免疫功能。对于这类突出问题，业界针对主动防御进行了大量的研究，报道比较多的有：移动目标防御、拟态防御、端到端跳变等。以上主动防御技术在理论上已经取得了相当大的进展，但不足在于搭建具有上述防御属性的系统需要花费巨大的成本，这往往是不可承受的。为了解决这个问题，很多学者将博弈论应用到网络安全防御中，但迄今为止，利用博弈论解决真实电力生产系统安全问题的报道还较少。

搭建具有主动防御属性的系统，成本消耗巨大。为了解决这个问题，很多学者将博弈论应用到网络安全防御中，但迄今为止，利用博弈论解决真实电力生产系统安全问题的少之又少。现有防御技术耗资巨大，好的技术实用性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改变当前成本消耗大的现状，利用博弈论解决真实电力生产系统安全问题的攻击场景下的电网防护方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种攻击场景下的电网防护方法，包括如下步骤：

1)电力系统的攻防模型构建：电力系统攻防模型主要分为单一、双重模型，其中，单一模型包括主机、网络和管理三类，双重模型包括主机网络、主机管理和网络管理三类模型，将来自外界的蓄意攻击分为大规模、小规模和不进攻三类，将防守方的行为分为完全防守、部分防守和不防守三类；

2)构建独立的攻防模型：

a)主机攻防模型：在完全防守模式下，攻击者采取大规模进攻策略时，所采取的收益最大，在部分防守模式下，攻击者采用小规模进攻策略和不防守模式下时，双方达到了纳什均衡；

b)小规模进攻策略出现的可能性为2/3，大规模进攻策略出现的概率占1/3时，采用完全防守模式；

3)管理攻防模型：攻击者通过管理缺陷实施攻击的危害程度要低于主机，攻击者一般采用静止观察方法；

4)构建双重攻防模型：

a)主机和网络攻防模型：在大规模进攻策略的概率为3/9，采取的小规模进攻策略的概率为6/9时，采用主机和网络攻防模型；

b)主机管理攻防模型：攻击者采取的大规模进攻策略的概率为3/12，采取的小规模进攻策略的概率为6/12，采取的不进攻策略的概率为3/12时，采用主机管理攻防模型；