[发明专利]一种基于边缘计算的工业互联网安全防护方法

权利要求书

1.一种基于边缘计算的工业互联网安全防护方法，其特征是包括步骤：一，构建入侵检测系统；二，构建入侵检测动态模型；三，通过该模型实现工控系统入侵检测；

所述步骤一中：

入侵检测系统为：采用一台中央服务器作为管理和控制中心，采用多个网络探针分布在各个工控子网上，它们通过核心交换机建立入侵检测系统；分布式的网络探针将各个工控子网的网络流量接入本入侵检测系统；

中央服务器用来实现工控网络数据大容量存储和处理，实现数据高速处理；网络探针用来实现工控网络入侵的实时可靠检测；核心交换机用来实现网络流量数据的可靠高速传输；分布式网络探针部署在工控系统的各工控子网上，监听、捕获以及解析网络包；

所述步骤二中：

在工控网络的边缘节点上，跟踪标志指向子服务序列中的下一个服务，选择具有最佳指标的边缘节点，将任务执行请求包发送到相关的边缘节点；

当相应服务出现局部执行结果时，直接读取相应的执行结果，得到结果后对于人工输入信号进行分析；分析一段待检测的工业互联网系统受入侵信号W，其计算如式(1)：

λ_i表示待检测信号中各个检测点的有效幅值；m表示待检测信号的有效长度；

通过分数阶变换对随机噪声扰动进行自相关特征匹配，抑制噪声输出，得到去噪后的检测信号如式(2)：

λ(m)表示去噪后的检测信号，k为调频斜率，S(t)为零均值高斯噪声；

基于混合随机边缘算法计算噪声去除后的功率p_sl，计算如式(3)：

设max W₁表示待检测某段R₁的最高能量，该段能量所反应的信噪比为max SNR₁，max W₂为表示待检测某段中剩下部分R₂的最高能量；

基于上述内容，构建的入侵检测动态模型为：

当入侵信号满足公式(4)时，则检测到的R₁信号段为入侵信号段，否则R₂为入侵信号段。

2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的工业互联网安全防护方法，其特征是入侵检测系统中：

中央服务器是通过代理服务器连接到互联网上的局域网；中央服务器有多个网卡接口、存储器和处理器；采用多种网卡接口连接不同的网络探针，采用存储器存储各种报警信息和日志记录；

分布式网络探针部署在工控服务器上；操作人员根据网络探针的指示确认电缆线路；

每个网络探针有两个端口，一个端口用于核心交换机通信，另一个用于连接中央服务器；

入侵检测引擎通过网络探针获取和分析通信数据包，实现分布式入侵检测功能。

3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的工业互联网安全防护方法，其特征是所述步骤三中：

基于入侵检测系统检测入侵的步骤包括：

1)客户机根据所需完成的服务生成任务来执行请求包；在这个请求包中，使用跟踪身份表示正在执行服务；请求包中任务执行的每一个服务指明它将在哪个节点上执行；

当发送给网络的任务执行请求包时，如果是按串行顺序执行的，那么服务序列中的每个项都是连续执行的；

在边缘节点上，跟踪标志指向子服务序列中的下一个服务；

2)根据所构建的业务网络拓扑图和当前需要执行的业务，客户选择具有最佳指标的边缘节点，将任务执行请求包发送到相应的边缘节点；

3)相应的边缘节点解析任务执行请求包；当服务出现局部执行结果时，直接读取相应的执行结果；而且，如果服务队列中的同一个服务等待执行，那么队列就跳到请求包执行相关任务的位置；否则，在服务队列之后重复这个过程，直到服务完成；

4)得到执行结果后，对于人工输入信号进行分析，分析一段待检测的工业互联网系统受入侵信号W；通过分数阶变换对随机噪声扰动进行自相关特征匹配，抑制噪声输出，得到去噪后的检测信号；

5)当入侵信号满足公式(4)时，则检测到的R₁信号段为入侵信号段，否则R₂为入侵信号段。