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面向业务流程的工业控制入侵检测关键技术研究的任务书
任务书：面向业务流程的工业控制入侵检测关键技术研究
一、课题背景
工业控制系统是指应用于制造业等各种工业领域的自动化技术和系统，包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）、SCADA（监控和数据采集系统）等。工业控制系统在生产过程中起到了至关重要的作用，因为它们能够自动化监测和控制复杂的生产过程，从而提高效率、降低成本、并确保生产安全和稳定性。
然而，随着互联网技术的进步和工业控制系统的网络化，工业控制系统面临着越来越多的网络攻击威胁。网络攻击者可以通过互联网、内部网络甚至物理接触等途径侵入工业控制系统，从而破坏生产过程和设备、窃取机密信息、甚至造成事故和人身伤害。
目前，工业控制系统入侵检测技术已经成为工业安全领域中的热点研究方向，但大多数研究都是针对单个设备或单一协议的，而忽略了工业控制系统的动态业务流程特征。因此，面向业务流程的工业控制入侵检测技术的研究具有实际意义和重要性。
二、课题内容
本课题的主要研究内容是面向业务流程的工业控制入侵检测关键技术，具体包括以下方面：
1.工业控制系统业务流程建模：了解工业控制系统各个模块之间的协作关系，理解业务流程的构成和运转机制，并通过建模方法将其转化为计算机可以理解和处理的流程图。
2.工业控制系统攻击特征分析：综合工业控制系统的硬件、软件和通信协议等各方面安全风险，分析工业控制系统遭受攻击时的攻击类型、攻击途径、攻击目标、攻击策略等特征。
3.工业控制系统流程异常检测算法研究：基于对工业控制系统业务流程的建模以及对攻击特征的分析，设计和研究能够检测工业控制系统流程异常的算法和模型，并深入探索如何应对各类攻击。
4.工业控制系统入侵检测评估平台建设：基于实际工业控制场景，设计和实现一个可用于工业控制入侵检测的评估平台，方便实验数据收集、性能评估和算法验证。
三、研究意义
本课题的研究成果具有一定的科学和应用意义：
1.避免工业生产线的中断：工业生产线中断会对企业的经济效益产生直接影响，防范工业控制系统入侵可以避免这样的风险。
2.提高监管部门的管理有效性：识别工业控制网络中的非法活动和入侵，并及时采取措施进行应对，以此提高监管部门的管理效果。
3.预防危险事故的发生：由于工业控制系统控制着许多危险设备和材料，入侵可能会导致严重的安全事故，应该通过入侵检测来减少此类风险。
四、研究方法
本课题将通过使用如下方法来完成对工业控制入侵检测关键技术的研究：
1.系统分析方法：对工业控制系统进行功能分析和流程描述，以明确其各个模块之间的协作关系，为后续的建模和算法设计提供基础。
2.数据分析方法：对攻击特征和异常流程数据进行收集和分析，挖掘出入侵入口和攻击策略，为异常检测算法和入侵检测系统的设计提供数据支持。
3.算法设计方法：设计和实现工业控制系统流程的动态检测算法，以及针对多种攻击类型的入侵检测机制，以保证系统的及时报警和安全防护。
4.实验和评估方法：建立工业控制系统流程异常检测和入侵检测评估平台，并利用实际案例进行实验和验证，验证所提出方法的有效性。
五、预期成果
1.工业控制入侵检测关键技术研究报告：系统总结工业控制入侵检测的现状、问题、挑战、技术方案和关键技术等方面。
2.工业控制异常流程检测算法：提出了基于工业控制系统业务流程建模和攻击特征分析的异常流程检测算法。
3.工业控制入侵检测系统：研究设计了一个基于异常流程检测算法的工业控制入侵检测系统，并实现了基本功能。
4.工业控制入侵检测评估平台：建立了一个评估平台，以便对所提出的方法进行测试和评估，以验证其有效性和实用性。
六、任务计划
1.数据采集和分析（2021年9月-2022年3月）：对攻击特征和异常流程数据进行收集和分析，为异常检测算法和入侵检测系统的设计提供数据支持。
2.工业控制系统流程建模和攻击特征分析（2022年3月-2022年9月）：基于系统分析方法和数据分析方法，对工业控制系统的业务流程建模和攻击特征分析进行研究。
3.工业控制异常流程检测算法研究（2022年9月-2023年3月）：设计和实现基于动态检测算法的工业控制异常流程检测算法。
4.工业控制入侵检测系统设计（2023年3月-2023年9月）：研究设计基于异常流程检测算法的工业控制入侵检测系统。
5.工业控制入侵检测评估平台搭建（2023年9月-2024年3月）：建立基于实际工业控制场景的评估平台，以验证所提出的方法的有效性和实用性。
七、参考文献
1.阮文广.基于智能卡的工业控制系统安全研究[J].自动化&仪表,2018,39(01):62-64.
2.吴楠,魏阳迪.工业控制系统网络安全研究综述[J].现代制造技术与装备,2017,(07):13-16.
3.A.LaMarra,F