工业控制系统信息安全论文提纲

论文题目：面向智能工业控制系统的安全策略研究

摘要：在两化融合的驱使下,工业控制系统逐步向智能化方向发展,智能工业控制系统应运而生,已经成为国家经济基础建设的中枢环节。智能工业控制系统若出现安全问题导致系统无法正常稳定运行,并且引起连锁反应,轻则造成财产经济损失,重则发生危及人身安全的事故或对环境造成重大损害。在此背景下,本文针对智能工业控制系统相关安全策略问题进行研究,分别从系统功能安全保障和信息安全防备两个大方面入手进行研究,在功能安全策略和信息安全策略获取之后,对两类安全策略进行协同控制用以处理其潜在的冲突与矛盾。在系统功能安全保障方面,由于瞬时故障在现有故障分类中有极高的占比,因此,本文也主要针对智能工业控制系统面临瞬时故障时可能出现的安全问题进行研究,提出一种层次化的基于瞬时故障容错控制方法来保障系统功能安全。在信息安全防备方面,对智能工业控制系统各层级结构特点进行分析,发掘其安全需求,对于每一层级不同的安全需求部署不同的防御措施,最终构建一套多层级信息安全纵深防御体系。并对系统控制层的入侵反应技术进行重点研究,提出一种基于距离的多目标优化方法来完成安全策略的决策环节。其中,通过对防备策略、功能失效恢复策略和备选安全策略空间综合分析,生成备选策略空间;综合安全收益、系统收益和状态收益的多目标优化,生成Pareto最优解集为安全策略决策提供直接依据;以空间解析数学中的距离问题为思想,通过分别计算Pareto最优解集中策略与理想策略之间的距离,找出其中最小距离所对应的策略,即认为该策略是综合最优安全策略。在功能安全策略和信息安全策略的协同控制方面,在比对两类安全策略之间异同的基础上,分析两类安全策略之间可能存在的潜在冲突与矛盾,并提出了一种协同控制算法来获取相应的无冲突安全策略。

关键词：智能工业控制系统;功能安全;信息安全;入侵反应;协同控制

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 选题意义及研究价值

1.2 国内外研究发展态势和现状

1.2.1 智能工业控制系统功能安全保障的发展与现状

1.2.2 智能工业控制系统信息安全防备的发展与现状

1.2.3 智能工业控制系统策略协同控制的发展与现状

1.3 论文主要研究内容

1.4 论文结构安排

第二章 智能工业控制系统的功能安全保障

2.1 引言

2.2 系统的功能安全及其关键技术

2.2.1 功能安全含义与内容

2.2.2 故障及其诊断技术

2.2.3 容错控制技术

2.3 基于瞬时故障容错控制的功能安全保障

2.3.1 基于瞬时故障主动容错控制体系结构设计

2.3.2 节点级的瞬时故障容错控制

2.3.3 系统级的瞬时故障容错控制

2.4 仿真实验验证

2.4.1 仿真系统结构及建模

2.4.2 节点级瞬时故障容错控制实验验证

2.4.3 系统级瞬时故障容错控制实验验证

2.5 本章小结

第三章 智能工业控制系统信息安全防备体系结构

3.1 引言

3.2 系统信息安全防备结构及特点分析

3.2.1 系统结构分析

3.2.2 系统特点分析

3.3 系统信息安全多层级防备体系设计

3.3.1 企业交互层的IT信息安全防备

3.3.2 监督汇聚层的访问控制信息安全防备

3.3.3 控制感知层的容忍入侵防备

3.3.4 设备层的应急安全防备

3.4 本章小结

第四章 智能工业控制系统信息安全策略决策

4.1 引言

4.2 系统的信息安全策略决策结构体系

4.3 系统信息安全策略决策过程分析

4.3.1 备选策略生成

4.3.2 备选策略的多目标优化

4.3.3 最优安全策略决策

4.4 仿真实验验证

4.4.1 攻击入侵建模

4.4.2 仿真结果与分析

4.5 本章小结

第五章 智能工业控制系统安全策略协同

5.1 引言

5.2 系统的安全策略执行结构体系

5.3 功能安全策略与信息安全策略的异同分析

5.3.1 两类安全策略的内容异同

5.3.2 两类安全策略的目标异同

5.4 系统两类安全策略的协同控制

5.5 仿真实验验证

5.6 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献