第1章工業控制網絡安全

1.1工業控制繫統簡介

1.1.1工業控制繫統架構

1.1.2典型工業控制繫統

1.1.3工業控制繫統發展趨勢

1.2工業控制網絡簡介

1.2.1工業控制網絡架構

1.2.2工業控制網絡協議

1.2.3工業控制網絡應用

1.3工業控制網絡安全威脅

1.3.1工業控制網絡脆弱性

1.3.2工業控制網絡典型攻擊形式

1.4工業控制網絡安全防御

1.4.1工業控制網絡防御體繫

1.4.2工業控制網絡安全防御技術

參考文獻

第2章蜜罐與工控蜜罐

2.1蜜罐技術基礎

2.1.1蜜罐的基本概念

2.1.2蜜罐繫統的構成

2.1.3蜜罐部署以及應用

2.2蜜罐的種類

2.2.1蜜罐業務類型

2.2.2蜜罐實現方式

2.2.3蜜罐交互性

2.3工控蜜罐及其發展

2.3.1工控蜜罐發展過程

2.3.2工控蜜罐典型應用場景 

2.3.3工控蜜罐未來發展趨勢

2.4小結

參考文獻

第3章博弈論及其在網絡攻防中的應用

3.1博弈論概述

3.2靜態博弈及其策略分析

3.2.1策略式博弈

3.2.2貝葉斯博弈

3.3動態博弈及其策略分析

3.3.1擴展式博弈

3.3.2重復博弈

3.3.3擴展式貝葉斯動態博弈

3.3.4演化博弈

3.4基於博弈論的網絡攻防建模

3.4.1博弈論視角下網絡攻防行為分析

3.4.2基於博弈論的互聯網攻防博弈建模

3.4.3基於博弈論的工業互聯網攻防博弈建模

3.5小結

參考文獻

第4章基於靜態博弈的工控蜜罐攻防建模及分析

4.1理論： 不完全信息工控蜜罐靜態博弈模型

4.1.1靜態博弈防御方類型、策略和收益

4.1.2靜態博弈攻擊方類型、策略和收益

4.1.3靜態博弈均衡策略分析

4.2基於資源約束的信息物理繫統蜜罐靜態攻防建模及分析

4.2.1防御方行為、策略和收益

4.2.2攻擊方行為、策略和收益

4.2.3貝葉斯納什均衡策略獲取方法

4.2.4資源約束下防御策略獲取方法

4.2.5仿真驗證與分析

4.3基於前景理論的能源電網蜜罐靜態攻防建模及分析

4.3.1防御方行為、策略和收益

4.3.2攻擊方行為、策略和收益

4.3.3有限理性貝葉斯納什均衡策略獲取方法

4.3.4仿真驗證與分析

4.4小結

參考文獻

第5章基於動態博弈的工控蜜罐攻防建模與分析

5.1工控蜜罐動態博弈架構

5.1.1動態博弈攻防雙方行為、策略和收益

5.1.2動態博弈均衡策略分析

5.2基於演化博弈的智能電網工控蜜罐動態攻防建模及分析

5.2.1攻防雙方行為、策略和收益

5.2.2演化穩定策略獲取方法

5.2.3仿真驗證與分析

5.3基於前景理論的工控半自動化蜜罐動態攻防建模及分析

5.3.1攻擊方行為、策略和收益

5.3.2有限理性演化穩定策略獲取方法

5.3.3仿真驗證與分析

5.4小結

參考文獻

第6章基於博弈的工控蜜罐攻防策略優化

6.1基於納什均衡的工控蜜罐攻擊策略優化分析

6.1.1微電網控制繫統蜜罐模型

6.1.2攻防交互建模與分析

6.1.3攻擊策略優化

6.1.4仿真分析

6.2基於合作博弈的工控蜜罐防御策略優化分析

6.2.1基於合約博弈的工控蜜罐日志數據彙聚激勵模型構建

6.2.2工控蜜罐日志數據彙聚激勵合約策略求解

6.2.3仿真分析

6.3小結

參考文獻

近年來，在數字產業化、產業數字化浪潮推動下，我國工業企業持續向信息化、網絡化和智能化轉型，越來越多的工業控制繫統從孤立走向互聯，從封閉走向開放。在提升生產和管理效率的同時也面臨多層次、多維度的信息安全威脅。工控蜜罐是一種典型的運行於工控環境中的欺騙式主動防御技術，可以吸引攻擊，分析攻擊，推測攻擊意圖，並通過與防火牆、IDS以及IPS等聯動實施威脅阻斷，已在電力、石化、鋼鐵、軌道交通等行業成功應用。隨著工控網絡對抗持續演進，業界的關注點也逐漸從建設期的工控蜜罐技術方案向實施運行期的運用策略發展，需要繫統地考慮動態攻防的決策優化問題。
博弈論作為“互動的決策論”已在軍事、經濟、社會科學多個領域取得成功，成為很多學科的範式和語言。工業控制繫統蜜罐攻防博弈理論的要素主要包括三個方面： 工業控制繫統蜜罐攻防過程建模、工業控制繫統蜜罐博弈建模和工業控制繫統博弈過程分析。對於工業控制繫統蜜罐攻防博弈而言，其關注的焦點通常在於策略的選取，使得如何在現有網絡攻擊和防御技術前提下，對抗雙方希望盡可能獲得更多的收益，同時降低成本的無效消耗。由於攻擊者和防御者之間信息通常是不對稱的，故一般情況下不僅要解決信息對稱下均衡策略獲取的問題，還要解決信息不對稱約束下策略優化的問題。
本書在對網絡攻防博弈理論總結與歸納的基礎上，繫統地介紹了研究團隊近年來在工控博弈理論方面的研究成果。本書作者是國內較早開展攻防博弈研究的團隊之一，從2005年起就開始從事信息隱藏博弈對抗建模的研究，承擔了該研究領域的二十餘項國家、省部級研究課題，包括國家重點研發計劃課題、國家“863”計劃課題、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金等。本書第1~3章內容主要是彙編、整理了該領域的基本概念和相關學術成果，其餘章節均為團隊多年來的研究積累，第1~3章的內容由吉小鵬執筆，第4章以及第6章的部分內容由劉光傑執筆，第5章以及第6章的部分內容由田文執筆。劉光傑負責全書的組織、整理和統稿。本書研究成果得到國家重點研發計劃項目(項目號： 2021QY0700)、國家自然科學基金項目(項目號： U21B2003，62072250，U1836104)等項目的支持，在此表示感謝！
由於作者水平所限，書中不足和疏漏之處在所難免，敬請同行專家和讀者批評指正！
作者

2022年3月