本書是作者在多年從事人工智能原理及其應用課程的教學和多年承擔工業控制系統信息安全的科學研究、開發項目的基礎上完成的。本書簡潔、全面地介紹了工業控制設備信息安全現狀、安全要求，系統地介紹了工業控制設備分類、典型工業控制設備的功能與工作原理，闡述了與工業控制設備相關的通用信息安全技術、工業控制設備信息安全防護解決方案、工業控制設備入侵檢測技術、可信PLC控制系統的設計與開發、邊緣智能控制器的信息安全防護技術。
論文" Double Behavior Characteristics for One-class Classification Anomaly Detection in Networked Control Systems"，遼寧省科學技術成果獎二等獎，排名
2018年度中國自動化學會杰出自動化工程師，中國自動化學會，，排名第一。（本書依托項目）
目錄
前言
英文縮寫表
第1章 緒論 1
1.1 工業控制系統的發展趨勢與基本結構 1
1.1.1 工業控制系統的發展趨勢 1
1.1.2 典型工業控制系統的基本結構 2
1.2 工業控制系統信息安全現狀 4
1.2.1 工業控制系統信息安全發展概況 4
1.2.2 工業控制設備共性信息安全問題 5
1.2.3 主要根源和典型信息安全事件 6
1.3 工業控制系統信息安全要求 9
1.3.1 工業控制系統存在的信息安全隱患 9
1.3.2 工業控制系統相關信息安全要求 10
1.3.3 工業控制系統的信息安全防護措施 11
1.4 工業控制設備脆弱性分析 13
1.5 工業控制系統信息安全建議 14
1.6 本章小結 15
參考文獻 15
第2章 工業控制系統基礎 17
2.1 工業控制系統分類 17
2.2 PLC控制系統的特點與功能 20
2.2.1 PLC控制系統的特點 21
2.2.2 PLC控制系統的功能 22
2.3 PLC的結構與工作原理 24
2.3.1 PLC的結構 24
2.3.2 PLC的工作原理 24
2.4 PLC的主要指令 26
2.4.1 歐姆龍CPM系列小型PLC的基本指令 26
2.4.2 三菱FX系列PLC的基本指令 27
2.5 本章小結 31
參考文獻 32
第3章 通用信息安全技術 33
3.1 身份認證和授權 33
3.1.1 身份認證方法 33
3.1.2 工業平臺身份認證需求分析 36
3.1.3 工業平臺身份認證防護措施 36
3.2 加/解密技術 38
3.2.1 消息加/解密技術 38
3.2.2 數據加/解密技術 40
3.3 訪問控制技術 42
3.3.1 訪問控制標準 42
3.3.2 防護內容 43
3.3.3 邊界防護 43
3.4 入侵檢測技術 45
3.5 工業控制系統漏洞挖掘技術 47
3.5.1 工業控制系統漏洞挖掘技術概況 48
3.5.2 工業控制系統漏洞挖掘研究對象 48
3.5.3 工業控制系統漏洞挖掘測試技術 49
3.5.4 工業互聯網攻擊靶場技術 51
3.6 本章小結 52
參考文獻 53
第4章 工業控制系統信息安全防護解決方案 55
4.1 系統內部信息安全防護 55
4.1.1 嵌入式系統安全技術 57
4.1.2 虛擬化技術 61
4.1.3 固件安全更新校驗技術 66
4.2 區域邊界信息安全防護 68
4.2.1 縱深防御技術 68
4.2.2 事件關聯技術 71
4.2.3 防火墻技術 74
4.3 融合聯動響應技術 76
4.3.1 融合聯動響應模型 77
4.3.2 多融合聯動響應系統的體系結構和功能 81
4.4 本章小結 83
參考文獻 83
第5章 工業控制設備入侵檢測技術 85
5.1 工業控制設備入侵檢測技術分類 85
5.2 基于PSO-SVDD算法的異常檢測模型 86
5.2.1 脆弱性分析、攻擊行為分析及特征提取 87
5.2.2 PSO算法流程 88
5.2.3 SVDD算法流程 89
5.2.4 基于PSO-SVDD算法的POWERLINK工業控制網絡的異常檢測模型 90
5.3 基于半監督分簇策略的工業控制設備異常檢測模型 93
5.3.1 基于FCM-SVM算法的工業控制設備異常檢測模型建立 94
5.3.2 基于FCM-SVM算法的工業控制設備異常檢測模型訓練 95
5.3.3 基于FCM-SVM算法的工業控制設備異常檢測模型參數優化 96
5.4 基于優化單類支持向量機的入侵檢測模型 102
5.4.1 單類支持向量機概述 102
5.4.2 基于PSO-OCSVM算法的入侵檢測模型 103
5.5 基于稀疏自編碼器特征降維和雙輪廓模型的異常檢測模型 105
5.5.1 稀疏自編碼器降維模型 106
5.5.2 降維優化目標函數 108
5.5.3 基于OCSVM雙輪廓模型的異常檢測模型構建 108
5.6 本章小結 110
參考文獻 110
第6章 可信PLC控制系統的設計與開發 111
6.1 可信PLC控制器硬件設計 111
6.1.1 可信PLC控制器結構 111
6.1.2 可信PLC控制器硬件架構 112
6.2 可信PLC控制器可信啟動功能設計 113
6.2.1 可信啟動硬件設計 114
6.2.2 可信啟動軟件設計 115
6.3 可信PLC控制器固件升級 115
6.3.1 可信PLC控制器固件升級設計約束 115
6.3.2 可信PLC控制器固件升級設計 116
6.4 可信PLC控制器沙盒技術 116
6.4.1 沙盒技術概述 116
6.4.2 解釋執行與二進制執行的對比 119
6.4.3 解釋器 120
6.5 可信PLC控制器工業協議 122
6.5.1 可信PLC控制器工業協議概述 122
6.5.2 可信PLC控制器Modbus/TCP通信協議 123
6.5.3 可信PLC控制器OPC UA服務器協議 123
6.5.4 可信PLC控制器PROFINET協議 124
6.5.5 可信PLC控制器IEC 60870-5-104協議 125
6.5.6 可信PLC控制器DNP3.0協議 125
6.6 可信PLC工程師站編程語言 126
6.7 可信PLC工程師站身份認證和通信加/解密技術應用 128
6.8 Achilles二級認證和CE認證 128
6.9 本章小結 129
參考文獻 129
第7章 邊緣智能控制器的信息安全防護技術 131
7.1 邊緣智能控制器概述 131
7.2 依賴任務卸載 134
7.2.1 概述 134
7.2.2 系統模型和任務卸載問題表述 136
7.2.3 依賴任務卸載算法 137
7.3 身份認證技術 138
7.3.1 概述 138
7.3.2 基于群簽名的身份認證技術 140
7.3.3 輕量級身份認證技術 145
7.4 本章小結 149
參考文獻 149
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