×
朱庆义;张刚;罗旭航;甘晨泉

基于SCADA系统的工业病毒传播模型。 （英语） Zbl 07841850号

信息科学。 630, 546-566 (2023).
摘要：监控和数据采集（SCADA）系统广泛应用于国家基础设施。随着越来越多的SCADA系统接入互联网，SCADA系统面临着巨大的网络安全威胁，尤其是来自工业病毒的攻击。本文旨在提出一种新的工业病毒在SCADA系统上传播的数学模型。然后，研究了该模型平衡点的存在性和稳定性。为了用有限的资源更好地控制这种病毒的传播，为该模型建立了一个最优控制系统。然后，证明了最优控制的存在性，并导出了相应的最优控制系统。数值模拟结果表明，本文提出的控制方法能够有效控制工业病毒的传播。

MSC公司：

68平方米5 计算机安全

关键词：

SCADA系统;工业病毒;传播模型;稳定性分析;敏感性分析;最优控制
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛Q.Zhu｝等人，《信息科学》。630546-566（2023年；Zbl 07841850）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Ajmal，A.B。；Alam，M。；Khaliq，A.A。；Khan，S。；Z.卡迪尔。；Mahmud，M.A.P.，《最后一道防线：通过诱使SCADA网络中的欺骗进行网络威胁搜索的可靠性》，IEEE Access，9，126789-126800（2021）
[2] Al-Tuwairqi，S.M。；Bahashwan，W.S.，具有异质免疫性的计算机网络上可移动媒体影响的病毒动态模型，Adv.Differ。Equ.、。，2020年，第20条pp.（2020）·Zbl 1482.68064号
[3] Bi，J.C。；杨晓凤。；Wu，Y.B.，关于破坏性计算机病毒的最优动态控制策略，离散动态。《国家社会》，2017年，14（2017）·Zbl 1409.68035号
[4] 陈立杰。；哈塔夫，K。；Sun，J.T.，延迟SLBS计算机病毒模型的最优控制，Physica a，427，244-250（2015）
[5] Choi，D。；Kim，H。；Won，D。；Kim，S.，安全SCADA通信的高级密钥管理体系结构，IEEE Trans。电力输送。，24, 1154-1163 (2009)
[6] Piqueira，J.R.C。；Araujo，V.O.，计算机病毒的改进流行病学模型，应用。数学。计算。，213, 355-360 (2009) ·兹比尔1185.68133
[7] den Driessche，P。；Watmough，J.，疾病传播分区模型的生殖数和亚阈值地方病平衡，数学。生物科学。，180, 29-48 (2002) ·Zbl 1015.92036号
[8] Ghosh，S。；Sampalli，S.，《SCADA网络安全调查：当前问题和未来挑战》，IEEE Access，7135812-135831（2019）
[9] 亨氏，S。；Ledzewicz，U.，《几何最优控制：理论、方法和示例》（2012），数学：纽约数学·Zbl 1276.49002号
[10] Kalam，A.A.E.，《保护SCADA和关键工业系统：从需求到安全机制》，《国际基础设施评论》。保护。，32, 16 (2021)
[11] 柯克，D.E.，《最优控制理论：导论》（2004），多佛：多佛纽约
[12] 库马里，S。；辛格，P。；Upadhyay，R.K.，目标网络上分布式攻击的病毒动力学：防火墙和最佳控制的影响，国防部。物理学。莱特。B、 73、74-91（2019年）·Zbl 1464.94038号
[13] 库马里，S。；Upadhyay，R.K.，《探索恶意软件在移动无线传感器网络上传播的行为：稳定性和控制分析》，数学。计算。模拟。，190, 246-269 (2021) ·Zbl 07431515号
[14] 李，J。；Yang，Y。；周瑜，具有潜伏期和疫苗接种的流行病模型的全局稳定性，非线性分析。，真实世界应用。，12, 2163-2173 (2011) ·Zbl 1220.34069号
[15] 马萨诸塞州马苏德。；拉贾，M.A.Z。；新泽西州乔杜里。；Cheema，K.M。；Milyani，A.H.，工业控制系统中Stuxnet病毒传播的分数动力学，数学，9，27（2017）
[16] 马萨诸塞州马苏德。；Raja，M.A.Z.，关键控制基础设施网络中Stuxnet病毒数学模型的设计，计算。安全。，87, 16 (2019)
[17] 伊古尔，V.M。；笑声，S.A。；Williams，R.D.，SCADA网络中的安全问题，计算机。安全。，25, 498-506 (2006)
[18] Nauman Ahmed Umbreen Fatima，S.I。；Raza，A.，计算机病毒模型的时空动力学和结构保持算法，计算。马特。Continua，68，201-211（2021）
[19] 纳齐尔，S。；帕特尔，S。；Patel，D.，《自主计算满足SCADA安全》（IEEE第16届认知信息与认知计算国际会议（ICCICC）（2017）），498-502
[20] 努里安，A。；Madnick，S.，《应用于Stuxnet的网络物理系统安全威胁的系统论方法》，IEEE Trans。可靠安全计算。，15, 2-13 (2018)
[21] 潘，Y。；Pi，哥伦比亚特区。；Yao，S.L。；Meng，H.，两个具有非线性恢复发病率的流行病模型的全局稳定性，Mod。物理学。莱特。B、 32、9（2018）
[22] Parsaei，M.R。；Javidan，R。；新南威尔士州卡加。；Nik，H.S.，《关于计算机病毒流行病模型的全球稳定性》，Theory Biosci。，136, 169-178 (2017)
[23] Pliatsios，D。；Sariginannidis，P。；Lagkas，T.，《SCADA系统调查：安全协议、事件、威胁和策略》，IEEE Commun。Surv公司。导师。，22, 1942-1976 (2020)
[24] 拉贾，M.A.Z。；Mehmood，A。；阿什拉夫，S。；阿瓦内，K.M。；Shi，P.，用对策模型数值处理计算机病毒传播的进化有限差分求解器设计，数学。计算。模拟。，193, 409-430 (2021) ·Zbl 07442883号
[25] del Rey，A.M。；瓦拉，R.C。；González，S.R.，基于SIR经典模型的恶意软件计算传播模型，神经计算，161-430（2021）
[26] Rezai，A。；Keshavarzi，P。；Moravej，Z.，《SCADA网络的关键管理问题：综述》，J.Eng.Sci。技术。，20, 354-363 (2017)
[27] 沙阿·D·。；Zaman，T.，检测网络中计算机病毒的来源：理论和实验，（SIGMETRICS’10（2010）），203-214
[28] 盛，C。；姚明，Y。；傅琦。；杨伟（Yang，W.）。；Liu，Y.，SCADA系统及其入侵检测的网络物理模型，计算。净值。，185, 37 (2020)
[29] 盛，C。；姚明，Y。；傅琦。；杨伟（Yang，W.）。；Liu，Y.，遏制工业病毒传播的智能蜜网模型研究，计算机。安全。，111, 28 (2021)
[30] 辛格，A。；Awasthi，A.K。；辛格，K。；Srivastava，P.K.，无线传感器网络中蠕虫传播的建模与分析，Wirel。个人通讯。，98, 2535-2551 (2018)
[31] 唐·W。；刘义杰。；Chen，Y.L.，SLBRS：基于安全熵的网络病毒传播模型，应用。软计算。，97, 10 (2020)
[32] Upadhyay，D。；Sampalli，S.，SCADA（监控和数据采集）系统：脆弱性评估和安全建议，计算。安全。，89, 31 (2020)
[33] Upadhyaya，R.K。；Singh，P.，《目标网络上计算机病毒攻击的建模与控制》，Physica a，538，16（2020）·Zbl 07571854号
[34] Wong，K。；迪拉博，C。；塞迪，N。；Nandy，B.，《为SCADA网络的网络安全增强Suricata入侵检测系统》，（IEEE第30届加拿大电气和计算机工程会议（CCECE）（2017）），1-5
[35] 谢伯乐。；Liu，M.X.，基于电子邮件网络的病毒传播动力学稳定性和优化控制，IEEE Access，9，32449-32456（2021）
[36] Xu，Y.H。；Ren，J.G.，病毒爆发对抗病毒能力有限的网络的传播影响，《公共科学图书馆·综合》，11，15（2016）
[37] 雅达瓦，G。；Paul，K.，《SCADA系统的架构和安全：综述》，《国际期刊评论基础设施》。保护。，34, 29 (2021)
[38] 严立新。；杨晓凤。；朱庆云。；Wen，L.S.，具有分级治愈率的计算机病毒模型，非线性分析。，真实世界应用。，14, 414-422 (2013) ·兹比尔1258.68020
[39] 杨立新。；Yang，X.F.，计算机病毒的新流行模型，Commun。非线性科学。数字。模拟。，19, 1935-1944 (2014) ·Zbl 1457.68033号
[40] 杨立新。；杨晓凤。；Liu，J.M.，《计算机病毒的流行：复杂网络方法》，应用。数学。计算。，219, 8705-8717 (2013) ·Zbl 1288.92025号
[41] Yang，L.X。；杨晓凤。；Wen，L.S。；Liu，J.M.，《一种新的计算机病毒传播模型及其动力学》，国际计算机杂志。数学。，89, 2307-2314 (2012) ·Zbl 1255.68058号
[42] Zhang，X.L.，《在受感染的外部计算机和可移动存储介质的影响下模拟计算机病毒的传播》，国际期刊网。安全。申请。，10, 419-428 (2016)
[43] Zhao，T。；张，Z.Z。；Upadhyay，R.K.，具有非线性发病率的SVEIR计算机病毒模型的延迟诱导Hopf分岔，Adv.Differ。Equ.、。，16 (2018) ·Zbl 1448.68049号
[44] 周，P。；顾，X.J。；尼泊尔，南部。；Zhou，J.Y.，为高级持久威胁建模社会蠕虫传播，计算。安全。，108, 21 (2021)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。