[发明专利]面向智能电网高级量测体系网络攻击的动态建模方法

权利要求书

1.面向智能电网高级量测体系网络攻击的动态建模方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

S1，建立网络攻击病毒在AMI系统中传播模型；

S2，对AMI系统网络攻击病毒传播进行动力学分析，分析系统的稳定性和攻击容忍度，并预测DDoS攻击在AMI网络中的传播趋势。

2.根据权利要求1所述的面向智能电网高级量测体系网络攻击的动态建模方法，其特征在于，所述S1包括：

AMI网络拓扑结构进行建模成由N个节点和由节点连接的边组成的图形G，每个节点代表AMI网络中的设备，边代表连接两个节点的通信通道；

建立SEIR动态模型，用来描述AMI系统节点因遭受网络攻击的动态转化状态。

3.根据权利要求2所述的面向智能电网高级量测体系网络攻击的动态建模方法，其特征在于，所述SEIR动态模型符合以下假设：

1)，AMI中的每个节点都会受到网络攻击；

2)，AMI网络中的节点总数是不变的；

所述SEIR动态模型如下：

公式(1)中，

S_k、E_k、I_k和R_k来表示度为k的节点的状态；

S_k代表正常但脆弱的节点，容易被网络攻击病毒感染；

E_k代表被病毒感染并被攻击者控制的代理节点；

I_k代表被成功攻击的目标节点，无法提供服务和准确地发送正常数据到系统中心；

R_k代表恢复的节点，可以通过更新软件、防火墙或系统升级、以及安装入侵防御机制来对感染节点和攻击节点进行恢复；

β为感染率，ε为感染节点攻击的概率，μ为感染节点恢复率，γ为攻击节点恢复率；S_k(t)、E_k(t)、I_k(t)和R_k(t)分别表示度为k的节点S_k、E_k、I_k和R_k在t时刻、在系统中的数量比例，表示任意一个节点连接一个感染节点的概率，其中，k＝∑_kkP_k为节点的平均度，k＝1,2,···,n为节点的度分布。

4.根据权利要求1或3所述的面向智能电网高级量测体系网络攻击的动态建模方法，其特征在于，所述S2包括：

SEIR动态模型存在无攻击平衡点

E₀＝(S₁,E₁,I₁,R₁,S₂,E₂,I₂,R₂,ggg,S_n,E_n,I_n,R_n)＝(1,0,0,0,1,0,0,0,ggg,1,0,0,0)；

定义SEIR动态模型的动态稳定性和攻击容忍度x为：

x＝(E₁(t),ggg,E_n(t),I₁(t),ggg,I_n(t))^T，T为转置；

将SEIR动态模型转换成感染和攻击状态模型，即：

式(2)进一步表示为：

公式(3)中，F为节点感染矩阵，V节点转换矩阵，的含义是

其中

V＝diag(V₁,V₂,...,V_n)，其中i,j＝1,2,…,n，S_i表示节点i为正常状态，P_j表示节点j的度分布；其中，

系统存在网络攻击病毒是否消亡的阀值，当R₀＜1，系统模型仅存在攻击平衡点，网络攻击病毒在系统中的传播是局部稳定的；当R₀＞1，网络攻击病毒会持续感染系统且始终存在。