分布式信息物理系统的控制行为完整性

信息物理控制系统（如工业控制系统（ICS））正日益成为网络攻击的目标。当系统行为偏离预期时，此类攻击可能造成巨大破坏、影响关键基础设施甚至危及人类生命。然而，网络攻击并非新现象，数十年的安全研究已开发了大量抵御方案。遗憾的是，其中许多方案难以直接应用于安全关键的信息物理系统。此外，ICS的攻击面与经典IT系统中通常假设的情形大不相同。我们提出Scadman，一个旨在维护分布式信息物理系统控制行为完整性（CBI）的系统。通过观察系统级行为，可验证系统中各控制器的正确性。这使Scadman能够检测针对控制器（如可编程逻辑控制器（PLC））的广泛攻击，包括恶意软件攻击、代码复用与仅数据攻击。我们基于一个用于ICS安全研究与培训的真实水处理试验台实现并评估了Scadman。结果表明，我们能检测广泛攻击——包括典型状态估计技术此前无法检测到的攻击——同时对标称阈值不产生误报。