用于信息物理系统弹性量化的图分析

关键基础设施集成了广泛的智能技术，并与网络世界高度连接。对于集成了硬件和软件组件的信息物理系统而言尤为如此。尽管智能基础设施具有优势，但它们仍然容易受到网络攻击。本工作聚焦于 CPSs 的网络弹性。我们提出了一种基于知识图谱建模和图分析的方法论，通过使用基于知识图谱的多层模型来量化复杂系统的弹性潜力。我们的方法还允许我们识别关键点。这些关键点是架构中一旦受到攻击就可能引发严重故障的组件或功能。因此，识别它们有助于增强弹性并避免连锁反应。我们使用 SWaT (Secure Water Treatment) 测试台作为用例来实现这一目标。该系统模拟了新加坡某水处理站的实际行为。我们根据我们的多层模型设计了三种 SWaT 弹性方案。我们基于图分析中使用的三个相关指标进行弹性评估。我们比较了每个指标获得的结果，并讨论了它们在识别关键点方面的准确性。我们基于网络对手对系统架构的了解进行了实验分析。我们表明，最具弹性的 SWaT 设计具备恢复并吸收攻击的必要潜力。我们讨论了结果，并在结尾提供了进一步的研究方向。