基于深度学习的网络安全监测预警与溯源技术研究与应用
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完成单位:中国大唐集团科学技术研究总院有限公司,北方工业大学
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-***
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
张伟,肖珂,丁朝晖,何云华,刘腾,郭卫霞,郑宇辰,魏金秀,李季凡,乔一帆
项目概况
研究背景:网络安全已成为关系国家安全、发展及人民群众切身利益的重大问题。发电企业作为国家经济和民生的重要支撑,其工控系统的稳定运行至关重要。当前针对工控系统的高级持续性威胁(APT)、零日攻击等新型攻击手段频发,传统防护技术难以应对未知威胁,攻击可能导致电力供应中断、社会秩序受扰等严重后果。
       技术难点:1、多模态数据特征融合,需从Modbus、IEC 104等工控协议及流量、日志等异构数据中提取深层语义特征,突破传统浅层特征表达限制;2、并行交叉卷积神经网络轻量化设计,在万兆级流量实时检测中通过模型压缩技术将推理延迟控制在50ms以内;3、动态攻击链模型构建,融合图计算与时序数据挖掘技术,在网络拓扑动态变化中识别隐蔽攻击路径。此外,跨平台兼容性、样本标注质量及模型抗攻击性也是关键挑战。
       成果先进性:采用深度学习未知攻击检测技术,结合并行交叉卷积神经网络实现工控网络异常流量精准识别;引入图计算技术构建网络拓扑分析模型,实现入侵检测到攻击溯源的全流程闭环防御,显著提升发电企业网络安全防护能力。
       创新性:1、基于OCN(开集分类网络)的未知攻击检测技术,通过Fisher损失和最大均值差异损失训练,实现未知攻击实例识别与已知类型区分;2、并行交叉卷积神经网络架构,融合语义分割与基础特征提取技术,构建多维度流量特征分析模型;3、基于图计算的网络行为画像技术,通过协议识别和会话行为分析,建立通信与业务规律模型。
       经济社会效益:天津大唐国际盘山发电公司应用后,解码器开发效率提升3-4倍,协议识别能力从20个增至45个。部署16个月累计减少安全事故损失约6144万元,有效防范恶意入侵、数据篡改等威胁。智能溯源取证技术提高事件调查效率,推动电力行业网络安全防护能力升级。


