科技廳課題申報(bào)書(shū)模板一、封面內(nèi)容

項(xiàng)目名稱：面向智能制造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

申請(qǐng)人姓名及聯(lián)系方式：張明，zhangming@

所屬單位：國(guó)家智能制造工程技術(shù)研究中心

申報(bào)日期：2023年10月26日

項(xiàng)目類(lèi)別：應(yīng)用研究

二．項(xiàng)目摘要

隨著工業(yè)4.0和智能制造的快速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已成為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)設(shè)施。然而，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在帶來(lái)巨大生產(chǎn)效率提升的同時(shí)，也面臨著日益嚴(yán)峻的安全挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目聚焦于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域，旨在突破傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）與信息技術(shù)（IT）融合中的關(guān)鍵安全瓶頸，構(gòu)建一套兼顧性能與安全的高效防護(hù)體系。研究?jī)?nèi)容主要包括：首先，針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸與通信特性，設(shè)計(jì)輕量級(jí)加密算法，降低安全防護(hù)對(duì)工業(yè)實(shí)時(shí)性要求的影響；其次，基于機(jī)器學(xué)習(xí)與深度包檢測(cè)技術(shù)，開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)未知攻擊的早期預(yù)警與精準(zhǔn)響應(yīng)；再次，構(gòu)建多層次的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，結(jié)合脆弱性分析與威脅情報(bào)，建立動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)。項(xiàng)目擬通過(guò)理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，驗(yàn)證所提出技術(shù)方案的有效性。預(yù)期成果包括：形成一套完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范，開(kāi)發(fā)原型系統(tǒng)并完成在典型智能制造場(chǎng)景的部署測(cè)試，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，推動(dòng)我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)在保障安全前提下的高質(zhì)量發(fā)展。項(xiàng)目成果將直接服務(wù)于國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全戰(zhàn)略，并具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

三.項(xiàng)目背景與研究意義

1.研究領(lǐng)域現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題及研究的必要性

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，正以前所未有的速度重塑全球制造業(yè)格局。它通過(guò)信息物理系統(tǒng)（CPS）將生產(chǎn)設(shè)備、工業(yè)控制系統(tǒng)、企業(yè)信息系統(tǒng)以及云端資源連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)制造全流程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）的報(bào)告，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將在2025年達(dá)到1萬(wàn)億美元量級(jí)，成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎。然而，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展與其固有安全風(fēng)險(xiǎn)相伴而生，形成了日益突出的安全挑戰(zhàn)。

當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的研究與應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：首先，工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）與信息技術(shù)（IT）系統(tǒng)的融合帶來(lái)了前所未有的攻擊面。傳統(tǒng)的ICS安全防護(hù)體系主要基于物理隔離和縱深防御，難以適應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放、動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。攻擊者可以通過(guò)IT網(wǎng)絡(luò)滲透到ICS環(huán)境，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷、數(shù)據(jù)泄露甚至物理設(shè)備損壞。據(jù)美國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)安全應(yīng)急響應(yīng)小組（ICS-CERT）統(tǒng)計(jì)，2022年全球工業(yè)控制系統(tǒng)遭受的網(wǎng)絡(luò)攻擊事件同比增長(zhǎng)了37%，其中針對(duì)分布式控制系統(tǒng)（DCS）和可編程邏輯控制器（PLC）的攻擊尤為突出。

其次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的復(fù)雜性與多樣性為安全防護(hù)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中存在大量異構(gòu)的通信協(xié)議，如Modbus、Profibus、DNP3、EtherNet/IP等，這些協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮通信效率和功能實(shí)現(xiàn)，普遍存在安全設(shè)計(jì)缺陷，如缺乏身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、完整性校驗(yàn)等機(jī)制。這使得攻擊者可以利用協(xié)議漏洞發(fā)起惡意攻擊，而傳統(tǒng)的IT安全防護(hù)手段難以有效應(yīng)對(duì)這些定制化、非標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)協(xié)議。

第三，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)與響應(yīng)能力不足。工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境對(duì)實(shí)時(shí)性要求極高，傳統(tǒng)的IT安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往會(huì)產(chǎn)生大量冗余數(shù)據(jù)，且其分析算法過(guò)于復(fù)雜，難以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)需求。此外，工業(yè)控制系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備緊密耦合，安全事件一旦發(fā)生往往導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的態(tài)勢(shì)感知、威脅預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)能力仍處于薄弱環(huán)節(jié)，缺乏有效的安全監(jiān)測(cè)工具和快速響應(yīng)機(jī)制。

第四，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全人才匱乏。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全是一個(gè)涉及工控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)加密、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域的交叉學(xué)科，對(duì)研究人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求極高。然而，目前國(guó)內(nèi)從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全研究的復(fù)合型人才嚴(yán)重不足，遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。人才培養(yǎng)體系的缺失進(jìn)一步制約了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。

面對(duì)上述問(wèn)題，開(kāi)展面向智能制造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用顯得尤為必要。一方面，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，其安全風(fēng)險(xiǎn)已從理論層面上升到現(xiàn)實(shí)層面，對(duì)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成潛在威脅。另一方面，當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的研究仍處于起步階段，存在大量技術(shù)空白和理論難題亟待突破。只有通過(guò)系統(tǒng)性的研究，才能有效提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全防護(hù)能力，為智能制造的健康發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。因此，本項(xiàng)目的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)緊迫性。

2.項(xiàng)目研究的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)或?qū)W術(shù)價(jià)值

本項(xiàng)目的研究成果將產(chǎn)生顯著的社會(huì)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及學(xué)術(shù)價(jià)值，為我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的發(fā)展提供重要支撐。

社會(huì)價(jià)值方面，本項(xiàng)目的研究成果將直接服務(wù)于國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全戰(zhàn)略，提升我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)水平，為保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和社會(huì)穩(wěn)定做出貢獻(xiàn)。通過(guò)開(kāi)發(fā)輕量級(jí)加密算法和動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，可以有效降低工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)對(duì)生產(chǎn)實(shí)時(shí)性的影響，保障工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。這不僅可以避免因安全事件導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，還可以提升我國(guó)制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變提供安全保障。此外，項(xiàng)目成果的應(yīng)用將有助于提升公眾對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的認(rèn)知水平，推動(dòng)形成全社會(huì)共同關(guān)注和參與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)的良好氛圍。

經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面，本項(xiàng)目的研究成果將推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為相關(guān)企業(yè)帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全需求的日益增長(zhǎng)，安全防護(hù)市場(chǎng)規(guī)模將不斷擴(kuò)大。本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范和原型系統(tǒng)，可以為安全企業(yè)提供技術(shù)支撐，推動(dòng)安全產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，形成新的產(chǎn)業(yè)鏈條。此外，項(xiàng)目成果的應(yīng)用將降低企業(yè)安全投入成本，提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造直接的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)估計(jì)，本項(xiàng)目成果的推廣應(yīng)用將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)約20%，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力。

學(xué)術(shù)價(jià)值方面，本項(xiàng)目的研究將推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)創(chuàng)新，提升我國(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際影響力。本項(xiàng)目提出的輕量級(jí)加密算法將豐富工業(yè)安全領(lǐng)域的數(shù)據(jù)加密技術(shù)體系，為應(yīng)對(duì)資源受限環(huán)境下的安全防護(hù)提供新的思路。動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型的研究將推動(dòng)人工智能技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的應(yīng)用，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)與響應(yīng)提供新的技術(shù)手段。項(xiàng)目構(gòu)建的多層次安全評(píng)估體系將完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估的理論框架，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的量化評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。這些研究成果將發(fā)表在高水平的學(xué)術(shù)期刊和會(huì)議上，推動(dòng)學(xué)術(shù)交流與合作，提升我國(guó)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的學(xué)術(shù)地位。

此外，本項(xiàng)目的研究還將培養(yǎng)一批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的復(fù)合型人才，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才支撐。項(xiàng)目將依托國(guó)家智能制造工程技術(shù)研究中心的科研平臺(tái)，聯(lián)合高校和科研院所開(kāi)展合作研究，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉，培養(yǎng)一批既懂工控技術(shù)又懂網(wǎng)絡(luò)安全的專(zhuān)業(yè)人才。這些人才將為我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供智力支持，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

四.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的研究起步較早，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量資源，取得了一系列重要成果。美國(guó)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的先行者，其在工業(yè)控制系統(tǒng)安全領(lǐng)域的研究較為深入。美國(guó)國(guó)防部工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)小組（DoDICS-CERT）負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)和應(yīng)對(duì)針對(duì)美國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊，積累了豐富的安全事件分析和響應(yīng)經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）發(fā)布了多篇關(guān)于工業(yè)控制系統(tǒng)安全指南和標(biāo)準(zhǔn)，如NISTSP800-82系列報(bào)告，為工業(yè)控制系統(tǒng)安全評(píng)估提供了框架性指導(dǎo)。此外，美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、喬治梅森大學(xué)等高校在工業(yè)控制系統(tǒng)安全理論研究和人才培養(yǎng)方面也取得了顯著成果。

在技術(shù)層面，國(guó)外學(xué)者在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域開(kāi)展了廣泛的研究。在安全防護(hù)技術(shù)方面，國(guó)外研究者探索了多種針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的安全防護(hù)技術(shù)，如基于網(wǎng)絡(luò)隔離的縱深防御模型、基于入侵檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)、基于安全信息和事件管理（SIEM）系統(tǒng)的日志分析技術(shù)等。在安全評(píng)估技術(shù)方面，國(guó)外研究者開(kāi)發(fā)了多種工業(yè)控制系統(tǒng)脆弱性評(píng)估工具和滲透測(cè)試方法，如NISTICSVulnerabilityDatabase、CISAIndustrialControlSystemsCybersecurityAdvisory等，為工業(yè)控制系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別提供了重要參考。在安全協(xié)議方面，國(guó)外研究者對(duì)Modbus、Profibus等工業(yè)通信協(xié)議的安全性進(jìn)行了深入研究，提出了多種協(xié)議增強(qiáng)方案，如基于加密的Modbus通信協(xié)議、基于認(rèn)證的Profibus網(wǎng)絡(luò)等。

然而，國(guó)外在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的研究也存在一些不足。首先，現(xiàn)有研究多集中于傳統(tǒng)的ICS安全防護(hù)技術(shù)，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下新型安全威脅的研究相對(duì)不足。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放性和互聯(lián)性帶來(lái)了前所未有的攻擊面，傳統(tǒng)的ICS安全防護(hù)技術(shù)難以適應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜環(huán)境。其次，國(guó)外研究在輕量級(jí)安全防護(hù)技術(shù)方面相對(duì)薄弱。工業(yè)控制系統(tǒng)資源受限，對(duì)安全防護(hù)技術(shù)的實(shí)時(shí)性和資源消耗有嚴(yán)格要求，而國(guó)外研究者提出的安全方案往往過(guò)于復(fù)雜，難以在工業(yè)控制系統(tǒng)上部署應(yīng)用。再次，國(guó)外研究在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)與響應(yīng)方面存在短板?，F(xiàn)有的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往難以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)性要求，且缺乏針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的快速響應(yīng)機(jī)制。最后，國(guó)外研究在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全人才培養(yǎng)方面也存在不足。雖然美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在高校開(kāi)設(shè)了相關(guān)課程，但工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的復(fù)合型人才仍然短缺。

2.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全研究起步較晚，但發(fā)展迅速，取得了一定的成果。近年來(lái)，國(guó)家高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全，出臺(tái)了一系列政策文件，如《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全發(fā)展戰(zhàn)略》、《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》等，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全研究提供了政策支持。國(guó)內(nèi)高校和科研院所積極響應(yīng)國(guó)家政策，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域開(kāi)展了廣泛的研究。

在技術(shù)層面，國(guó)內(nèi)學(xué)者在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域也取得了一系列成果。在安全防護(hù)技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)研究者探索了多種針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全防護(hù)技術(shù)，如基于防火墻的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全隔離技術(shù)、基于Web應(yīng)用防火墻（WAF）的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)、基于態(tài)勢(shì)感知的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)等。在安全評(píng)估技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)研究者開(kāi)發(fā)了多種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估工具和方法，如基于風(fēng)險(xiǎn)分析的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估模型、基于模糊綜合評(píng)價(jià)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估方法等。在安全協(xié)議方面，國(guó)內(nèi)研究者對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中常用的通信協(xié)議進(jìn)行了安全性分析，并提出了一些協(xié)議增強(qiáng)方案，如基于加密的Modbus通信協(xié)議、基于認(rèn)證的Profibus網(wǎng)絡(luò)等。

然而，國(guó)內(nèi)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的研究也存在一些問(wèn)題。首先，國(guó)內(nèi)研究在基礎(chǔ)理論方面相對(duì)薄弱。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究相對(duì)滯后，缺乏原創(chuàng)性的理論成果。其次，國(guó)內(nèi)研究在技術(shù)創(chuàng)新方面存在不足。雖然國(guó)內(nèi)研究者提出了一些安全方案，但多數(shù)是國(guó)外技術(shù)的模仿和應(yīng)用，缺乏自主創(chuàng)新能力。再次，國(guó)內(nèi)研究在安全人才培養(yǎng)方面存在短板。雖然國(guó)內(nèi)一些高校開(kāi)設(shè)了相關(guān)課程，但工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的復(fù)合型人才仍然短缺，難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。最后，國(guó)內(nèi)研究在產(chǎn)學(xué)研合作方面存在不足。雖然國(guó)內(nèi)一些高校和科研院所開(kāi)展了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全研究，但與企業(yè)之間的合作相對(duì)較少，研究成果難以轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。

3.研究空白與不足

綜上所述，國(guó)內(nèi)外在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的研究取得了一定的成果，但也存在一些研究空白和不足。首先，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下新型安全威脅的研究相對(duì)不足。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放性和互聯(lián)性帶來(lái)了前所未有的攻擊面，針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新型安全威脅不斷涌現(xiàn)，而現(xiàn)有研究難以有效應(yīng)對(duì)這些新型安全威脅。其次，輕量級(jí)安全防護(hù)技術(shù)的研究相對(duì)薄弱。工業(yè)控制系統(tǒng)資源受限，對(duì)安全防護(hù)技術(shù)的實(shí)時(shí)性和資源消耗有嚴(yán)格要求，而現(xiàn)有安全方案往往過(guò)于復(fù)雜，難以在工業(yè)控制系統(tǒng)上部署應(yīng)用。第三，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)與響應(yīng)技術(shù)的研究相對(duì)滯后?，F(xiàn)有的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往難以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)性要求，且缺乏針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的快速響應(yīng)機(jī)制。第四，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估技術(shù)的研究相對(duì)不完善?，F(xiàn)有的安全評(píng)估工具和方法難以全面、準(zhǔn)確地評(píng)估工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)。最后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全人才培養(yǎng)機(jī)制的研究相對(duì)滯后。雖然國(guó)家高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全人才培養(yǎng)，但人才培養(yǎng)體系尚不完善，難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

針對(duì)上述研究空白和不足，本項(xiàng)目將聚焦于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，開(kāi)展系統(tǒng)性的研究，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

五.研究目標(biāo)與內(nèi)容

1.研究目標(biāo)

本項(xiàng)目旨在面向智能制造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全需求，突破工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)研究瓶頸，構(gòu)建一套兼顧性能與安全的高效防護(hù)體系，為我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。具體研究目標(biāo)如下：

（1）分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全面臨的典型威脅與風(fēng)險(xiǎn)，研究其對(duì)智能制造的影響機(jī)制，明確關(guān)鍵安全需求。

（2）設(shè)計(jì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，降低安全防護(hù)對(duì)工業(yè)實(shí)時(shí)性要求的影響，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的有效數(shù)據(jù)加密保護(hù)。

（3）開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)未知攻擊的早期預(yù)警與精準(zhǔn)響應(yīng)，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)能力。

（4）構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，結(jié)合脆弱性分析與威脅情報(bào)，建立動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的量化評(píng)估與可視化展示。

（5）研制原型系統(tǒng)并在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證所提出技術(shù)方案的有效性，形成一套完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范。

通過(guò)實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本項(xiàng)目將提升我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)水平，推動(dòng)智能制造產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，保障國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全。

2.研究?jī)?nèi)容

本項(xiàng)目將圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展以下五個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容：

（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅分析與關(guān)鍵技術(shù)研究

具體研究問(wèn)題：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下面臨哪些典型安全威脅？這些安全威脅如何影響智能制造的生產(chǎn)過(guò)程？如何識(shí)別和評(píng)估工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)？

假設(shè)：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及工業(yè)控制系統(tǒng)特殊需求共同構(gòu)成了復(fù)雜的安全威脅場(chǎng)景。通過(guò)深入分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅特征，可以識(shí)別出關(guān)鍵安全需求，為后續(xù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

研究?jī)?nèi)容：首先，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型安全威脅進(jìn)行全面分析，包括網(wǎng)絡(luò)攻擊、惡意軟件、人為操作失誤等，研究其攻擊路徑、影響機(jī)制以及防御難點(diǎn)。其次，分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的影響，明確關(guān)鍵安全需求。最后，研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，建立安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估模型。

（2）輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法研究

具體研究問(wèn)題：如何在保證數(shù)據(jù)傳輸安全的同時(shí)，降低加密算法對(duì)工業(yè)實(shí)時(shí)性要求的影響？如何設(shè)計(jì)適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的輕量級(jí)加密算法？

假設(shè)：通過(guò)優(yōu)化加密算法的數(shù)據(jù)處理流程，減少加密和解密過(guò)程中的計(jì)算量，可以降低加密算法對(duì)工業(yè)實(shí)時(shí)性要求的影響。設(shè)計(jì)適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的輕量級(jí)加密算法，需要在保證安全強(qiáng)度的同時(shí)，降低算法復(fù)雜度，滿足工業(yè)控制系統(tǒng)資源受限的要求。

研究?jī)?nèi)容：首先，分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，包括數(shù)據(jù)量、傳輸頻率、實(shí)時(shí)性要求等，確定輕量級(jí)加密算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)。其次，研究輕量級(jí)加密算法設(shè)計(jì)方法，包括替換-置換網(wǎng)絡(luò)、S-box設(shè)計(jì)、輪函數(shù)設(shè)計(jì)等，優(yōu)化算法的數(shù)據(jù)處理流程，降低計(jì)算復(fù)雜度。最后，設(shè)計(jì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并進(jìn)行安全性分析和性能評(píng)估。

（3）基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型研究

具體研究問(wèn)題：如何利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)未知攻擊的早期預(yù)警與精準(zhǔn)響應(yīng)？如何構(gòu)建適用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的機(jī)器學(xué)習(xí)模型？

假設(shè)：通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以學(xué)習(xí)工業(yè)控制系統(tǒng)的正常行為模式，并識(shí)別出與正常行為模式不符的異常行為，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)未知攻擊的早期預(yù)警與精準(zhǔn)響應(yīng)。構(gòu)建適用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，需要解決工業(yè)數(shù)據(jù)特點(diǎn)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)稀疏性、數(shù)據(jù)不均衡性等。

研究?jī)?nèi)容：首先，收集工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等，構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)行為特征數(shù)據(jù)庫(kù)。其次，研究機(jī)器學(xué)習(xí)算法在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的應(yīng)用，包括監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)等，選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建異常行為識(shí)別模型。最后，開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并進(jìn)行性能評(píng)估和測(cè)試。

（4）多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系研究

具體研究問(wèn)題：如何構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系？如何結(jié)合脆弱性分析與威脅情報(bào)，建立動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)？

假設(shè)：通過(guò)構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，可以全面、準(zhǔn)確地評(píng)估工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合脆弱性分析與威脅情報(bào)，可以建立動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警。

研究?jī)?nèi)容：首先，研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估方法，包括風(fēng)險(xiǎn)分析、安全審計(jì)、滲透測(cè)試等，確定多層次安全評(píng)估體系框架。其次，研究脆弱性分析技術(shù)，開(kāi)發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)脆弱性評(píng)估工具，識(shí)別工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的安全漏洞。最后，研究威脅情報(bào)分析方法，開(kāi)發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和預(yù)警。

（5）原型系統(tǒng)研制與測(cè)試

具體研究問(wèn)題：如何將本項(xiàng)目提出的技術(shù)方案研制成原型系統(tǒng)？如何在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試？

假設(shè)：通過(guò)將本項(xiàng)目提出的技術(shù)方案研制成原型系統(tǒng)，并在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，可以驗(yàn)證所提出技術(shù)方案的有效性，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供技術(shù)支撐。

研究?jī)?nèi)容：首先，根據(jù)本項(xiàng)目提出的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)架構(gòu)，選擇合適的硬件和軟件平臺(tái)。其次，開(kāi)發(fā)原型系統(tǒng)，包括輕量級(jí)加密算法模塊、動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型模塊、多層次安全評(píng)估體系模塊等。最后，在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證原型系統(tǒng)的有效性和性能，并收集測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化。

六.研究方法與技術(shù)路線

1.研究方法

本項(xiàng)目將采用理論研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合、定性分析與定量分析相結(jié)合的研究方法，確保研究的科學(xué)性和系統(tǒng)性。具體研究方法包括：

（1）文獻(xiàn)研究法：系統(tǒng)梳理國(guó)內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全、智能制造、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)加密等相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，掌握該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)，為項(xiàng)目研究提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。

（2）理論分析法：對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅、攻擊特征、防御機(jī)制等進(jìn)行深入分析，運(yùn)用形式化方法、圖論等方法對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全模型進(jìn)行建模和仿真，為后續(xù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)提供理論支撐。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：設(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)，包括仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)際系統(tǒng)測(cè)試等，驗(yàn)證所提出技術(shù)方案的有效性和性能。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將遵循科學(xué)性、重復(fù)性、可比性原則，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和有效性。

（4）數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)分析法：收集工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)等，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別工業(yè)控制系統(tǒng)正常行為模式和異常行為特征，為機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（5）機(jī)器學(xué)習(xí)方法：運(yùn)用監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)未知攻擊的早期預(yù)警與精準(zhǔn)響應(yīng)。

（6）加密算法設(shè)計(jì)方法：運(yùn)用替換-置換網(wǎng)絡(luò)、S-box設(shè)計(jì)、輪函數(shù)設(shè)計(jì)等方法，設(shè)計(jì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并進(jìn)行安全性分析和性能評(píng)估。

（7）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與測(cè)試法：根據(jù)本項(xiàng)目提出的技術(shù)方案，開(kāi)發(fā)原型系統(tǒng)，并在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證原型系統(tǒng)的有效性和性能，并收集測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化。

2.技術(shù)路線

本項(xiàng)目的技術(shù)路線分為五個(gè)階段，每個(gè)階段都有明確的研究目標(biāo)和任務(wù)，具體如下：

（1）第一階段：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅分析與關(guān)鍵技術(shù)研究

該階段主要任務(wù)包括：分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型安全威脅，明確關(guān)鍵安全需求；研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，建立安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估模型。研究方法包括文獻(xiàn)研究法、理論分析法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。預(yù)期成果包括：形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅分析報(bào)告，明確關(guān)鍵安全需求；建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，為后續(xù)研究提供理論支撐。

具體步驟如下：

1.收集工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅相關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析。

2.分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下面臨的典型安全威脅，包括網(wǎng)絡(luò)攻擊、惡意軟件、人為操作失誤等，研究其攻擊路徑、影響機(jī)制以及防御難點(diǎn)。

3.分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的影響，明確關(guān)鍵安全需求。

4.研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括風(fēng)險(xiǎn)分析、安全審計(jì)、滲透測(cè)試等，確定多層次安全評(píng)估體系框架。

5.建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試。

（2）第二階段：輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法研究

該階段主要任務(wù)包括：設(shè)計(jì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并進(jìn)行安全性分析和性能評(píng)估。研究方法包括理論分析法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)分析法。預(yù)期成果包括：設(shè)計(jì)出一種輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并形成安全性分析報(bào)告和性能評(píng)估報(bào)告。

具體步驟如下：

1.分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，包括數(shù)據(jù)量、傳輸頻率、實(shí)時(shí)性要求等，確定輕量級(jí)加密算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.研究輕量級(jí)加密算法設(shè)計(jì)方法，包括替換-置換網(wǎng)絡(luò)、S-box設(shè)計(jì)、輪函數(shù)設(shè)計(jì)等，優(yōu)化算法的數(shù)據(jù)處理流程，降低計(jì)算復(fù)雜度。

3.設(shè)計(jì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并進(jìn)行安全性分析，包括抗碰撞性、抗密鑰分析能力等。

4.對(duì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法進(jìn)行性能評(píng)估，包括加密解密速度、資源消耗等。

5.形成輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法設(shè)計(jì)報(bào)告，包括算法描述、安全性分析報(bào)告、性能評(píng)估報(bào)告等。

（3）第三階段：基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型研究

該階段主要任務(wù)包括：開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并進(jìn)行性能評(píng)估和測(cè)試。研究方法包括數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)分析法、機(jī)器學(xué)習(xí)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。預(yù)期成果包括：開(kāi)發(fā)出一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并形成性能評(píng)估報(bào)告和測(cè)試報(bào)告。

具體步驟如下：

1.收集工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等，構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)行為特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.研究機(jī)器學(xué)習(xí)算法在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的應(yīng)用，包括監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)等，選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建異常行為識(shí)別模型。

3.開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化。

4.對(duì)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型進(jìn)行性能評(píng)估，包括準(zhǔn)確率、召回率、F1值等。

5.在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證模型的有效性和性能，并收集測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化。

（4）第四階段：多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系研究

該階段主要任務(wù)包括：構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，結(jié)合脆弱性分析與威脅情報(bào)，建立動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)。研究方法包括理論分析法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)分析法。預(yù)期成果包括：構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，并開(kāi)發(fā)出動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告和測(cè)試報(bào)告。

具體步驟如下：

1.研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估方法，包括風(fēng)險(xiǎn)分析、安全審計(jì)、滲透測(cè)試等，確定多層次安全評(píng)估體系框架。

2.研究脆弱性分析技術(shù)，開(kāi)發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)脆弱性評(píng)估工具，識(shí)別工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的安全漏洞。

3.研究威脅情報(bào)分析方法，開(kāi)發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警。

4.構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，并進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。

5.形成多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系設(shè)計(jì)報(bào)告，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告、測(cè)試報(bào)告等。

（5）第五階段：原型系統(tǒng)研制與測(cè)試

該階段主要任務(wù)包括：根據(jù)本項(xiàng)目提出的技術(shù)方案，研制原型系統(tǒng)，并在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證原型系統(tǒng)的有效性和性能，并收集測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化。研究方法包括系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與測(cè)試法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。預(yù)期成果包括：研制出一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)原型系統(tǒng)，并形成系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告和優(yōu)化建議。

具體步驟如下：

1.根據(jù)本項(xiàng)目提出的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)架構(gòu)，選擇合適的硬件和軟件平臺(tái)。

2.開(kāi)發(fā)原型系統(tǒng)，包括輕量級(jí)加密算法模塊、動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型模塊、多層次安全評(píng)估體系模塊等。

3.在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證原型系統(tǒng)的有效性和性能，并收集測(cè)試數(shù)據(jù)。

4.對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，找出原型系統(tǒng)存在的問(wèn)題，并提出優(yōu)化建議。

5.根據(jù)優(yōu)化建議，對(duì)原型系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

6.形成原型系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告和優(yōu)化建議報(bào)告。

七．創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目針對(duì)智能制造背景下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)的迫切需求，旨在突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，構(gòu)建高效、輕量、智能的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)體系。項(xiàng)目在理論研究、技術(shù)方法及應(yīng)用實(shí)踐等方面均具有顯著的創(chuàng)新性，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.理論創(chuàng)新：構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)演化模型

現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法多側(cè)重于靜態(tài)分析，難以準(zhǔn)確反映工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中安全風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)演化特性。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地提出構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)演化模型，該模型綜合考慮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的各種因素，如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備狀態(tài)、攻擊行為、防御措施等，對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估和預(yù)測(cè)。

具體而言，本項(xiàng)目將引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，識(shí)別關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和脆弱連接，為安全防護(hù)提供重點(diǎn)區(qū)域。同時(shí)，本項(xiàng)目將結(jié)合馬爾可夫鏈等隨機(jī)過(guò)程理論，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中安全風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)演化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。此外，本項(xiàng)目還將考慮工業(yè)控制系統(tǒng)特殊需求，將實(shí)時(shí)性要求、資源限制等因素納入模型，構(gòu)建更加符合實(shí)際場(chǎng)景的安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)演化模型。

該理論的創(chuàng)新之處在于：首次將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與隨機(jī)過(guò)程理論相結(jié)合，用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)評(píng)估和預(yù)測(cè)；考慮了工業(yè)控制系統(tǒng)特殊需求，構(gòu)建了更加符合實(shí)際場(chǎng)景的安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)演化模型，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供了新的理論指導(dǎo)。

2.方法創(chuàng)新：提出輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法

現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法普遍存在計(jì)算復(fù)雜度高、資源消耗大等問(wèn)題，難以滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地提出設(shè)計(jì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，該算法在保證安全強(qiáng)度的同時(shí)，降低計(jì)算復(fù)雜度，滿足工業(yè)控制系統(tǒng)資源受限的要求。

具體而言，本項(xiàng)目將采用優(yōu)化的S-box設(shè)計(jì)、輪函數(shù)設(shè)計(jì)以及替換-置換網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，降低加密算法的運(yùn)算量。同時(shí)，本項(xiàng)目還將結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，對(duì)加密算法進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高算法的效率。此外，本項(xiàng)目還將對(duì)加密算法進(jìn)行安全性分析，確保其在輕量化的同時(shí)，仍然能夠提供足夠的安全保障。

該方法的創(chuàng)新之處在于：首次針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境設(shè)計(jì)輕量級(jí)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，有效解決了現(xiàn)有算法計(jì)算復(fù)雜度高、資源消耗大等問(wèn)題；通過(guò)優(yōu)化算法結(jié)構(gòu)和結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)算法效率的提升，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供了新的技術(shù)手段。

3.方法創(chuàng)新：開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型

現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)方法多依賴于規(guī)則庫(kù)和特征庫(kù)，難以應(yīng)對(duì)不斷涌現(xiàn)的新型攻擊。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，該模型能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)工業(yè)控制系統(tǒng)的正常行為模式，并識(shí)別出與正常行為模式不符的異常行為，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)未知攻擊的早期預(yù)警與精準(zhǔn)響應(yīng)。

具體而言，本項(xiàng)目將采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，構(gòu)建深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深度特征提取，并學(xué)習(xí)工業(yè)控制系統(tǒng)的正常行為模式。同時(shí)，本項(xiàng)目還將結(jié)合無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測(cè)，識(shí)別出與正常行為模式不符的異常行為。此外，本項(xiàng)目還將對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，提高模型的準(zhǔn)確率和效率。

該方法的創(chuàng)新之處在于：首次將深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的深度特征提取和正常行為模式學(xué)習(xí)；結(jié)合無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)未知攻擊的早期預(yù)警與精準(zhǔn)響應(yīng)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供了新的技術(shù)手段。

4.應(yīng)用創(chuàng)新：構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系與動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)

現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估方法缺乏系統(tǒng)性和全面性，難以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)的需求。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，并結(jié)合脆弱性分析與威脅情報(bào)，建立動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的全面評(píng)估和實(shí)時(shí)監(jiān)控。

具體而言，本項(xiàng)目將構(gòu)建涵蓋物理層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等多個(gè)層次的安全評(píng)估體系，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估。同時(shí)，本項(xiàng)目還將開(kāi)發(fā)脆弱性評(píng)估工具，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的安全漏洞進(jìn)行識(shí)別和評(píng)估。此外，本項(xiàng)目還將建立動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)時(shí)收集和分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全信息，對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警和處置。

該應(yīng)用的創(chuàng)新之處在于：首次構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的全面評(píng)估；結(jié)合脆弱性分析與威脅情報(bào)，建立了動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供了新的應(yīng)用模式。

5.應(yīng)用創(chuàng)新：研制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)原型系統(tǒng)

現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)多為理論研究和仿真實(shí)驗(yàn)，缺乏實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的驗(yàn)證。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地研制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)原型系統(tǒng)，并在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證所提出技術(shù)方案的有效性和性能，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供實(shí)際應(yīng)用案例。

具體而言，本項(xiàng)目將基于項(xiàng)目研究提出的輕量級(jí)加密算法、動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型、多層次安全評(píng)估體系等技術(shù)，研制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)原型系統(tǒng)。同時(shí)，本項(xiàng)目將在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證原型系統(tǒng)的有效性和性能。此外，本項(xiàng)目還將收集測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)原型系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

該應(yīng)用的創(chuàng)新之處在于：首次研制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)原型系統(tǒng)，并在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證了所提出技術(shù)方案的有效性和性能；為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供了實(shí)際應(yīng)用案例，推動(dòng)了項(xiàng)目研究成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

八．預(yù)期成果

本項(xiàng)目旨在面向智能制造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全需求，突破關(guān)鍵技術(shù)研究瓶頸，構(gòu)建一套兼顧性能與安全的高效防護(hù)體系。通過(guò)系統(tǒng)性的研究與實(shí)踐，預(yù)期在理論、方法、技術(shù)、平臺(tái)和人才等方面取得一系列創(chuàng)新性成果，具體如下：

1.理論貢獻(xiàn)：

（1）建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)演化理論框架。通過(guò)引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論、隨機(jī)過(guò)程理論以及工業(yè)控制系統(tǒng)特殊需求，構(gòu)建一套完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)演化模型，揭示安全風(fēng)險(xiǎn)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的傳播規(guī)律、演化趨勢(shì)及其影響因素。該理論框架將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)測(cè)和防御提供新的理論指導(dǎo)，填補(bǔ)現(xiàn)有研究在動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的空白，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全理論體系的完善。

（2）豐富輕量級(jí)密碼學(xué)理論體系。通過(guò)優(yōu)化S-box設(shè)計(jì)、輪函數(shù)結(jié)構(gòu)以及替換-置換網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種高效、安全的輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法。該算法將在保證安全強(qiáng)度的同時(shí)，顯著降低計(jì)算復(fù)雜度和資源消耗，滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。項(xiàng)目將對(duì)該算法的安全性、效率等進(jìn)行深入分析，為輕量級(jí)密碼學(xué)理論體系提供新的研究?jī)?nèi)容和技術(shù)方案。

（3）深化機(jī)器學(xué)習(xí)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的應(yīng)用理論。通過(guò)研究深度學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用，構(gòu)建基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并對(duì)其理論基礎(chǔ)進(jìn)行深入研究。項(xiàng)目將分析模型的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍以及改進(jìn)方向，為機(jī)器學(xué)習(xí)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論支撐，推動(dòng)相關(guān)理論的發(fā)展。

2.技術(shù)成果：

（1）研發(fā)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法。項(xiàng)目將設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并提供相應(yīng)的加密解密軟件工具。該算法將具有較低的計(jì)算復(fù)雜度和資源消耗，適用于資源受限的工業(yè)控制系統(tǒng)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸提供安全保障。

（2）開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型。項(xiàng)目將開(kāi)發(fā)并優(yōu)化基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并提供相應(yīng)的模型訓(xùn)練和部署工具。該模型能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)工業(yè)控制系統(tǒng)的正常行為模式，并識(shí)別出與正常行為模式不符的異常行為，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)未知攻擊的早期預(yù)警與精準(zhǔn)響應(yīng)。

（3）構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系。項(xiàng)目將構(gòu)建一套多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，并提供相應(yīng)的評(píng)估工具和平臺(tái)。該體系將涵蓋物理層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等多個(gè)層次，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供決策支持。

3.實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值：

（1）提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)水平。項(xiàng)目成果將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供一系列關(guān)鍵技術(shù)支撐，包括輕量級(jí)加密算法、動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型、多層次安全評(píng)估體系等，有效提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)能力，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，保障工業(yè)生產(chǎn)安全。

（2）推動(dòng)智能制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。項(xiàng)目成果將為智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供安全保障，促進(jìn)智能制造技術(shù)的推廣應(yīng)用，推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升我國(guó)制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

（3）促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展。項(xiàng)目成果將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全企業(yè)提供技術(shù)支撐，推動(dòng)安全產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，形成新的產(chǎn)業(yè)鏈條，促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（4）服務(wù)國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全戰(zhàn)略。項(xiàng)目成果將為國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全提供技術(shù)支撐，提升我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)水平，保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和社會(huì)穩(wěn)定。

4.平臺(tái)與標(biāo)準(zhǔn)：

（1）研制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)原型系統(tǒng)。項(xiàng)目將基于項(xiàng)目研究提出的技術(shù)方案，研制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)原型系統(tǒng)，并在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證所提出技術(shù)方案的有效性和性能。該原型系統(tǒng)將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供實(shí)際應(yīng)用案例，推動(dòng)項(xiàng)目研究成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

（2）形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范。項(xiàng)目將總結(jié)研究成果，形成一套完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供技術(shù)指導(dǎo)，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

5.人才培養(yǎng)：

（1）培養(yǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域復(fù)合型人才。項(xiàng)目將依托國(guó)家智能制造工程技術(shù)研究中心的科研平臺(tái)，聯(lián)合高校和科研院所開(kāi)展合作研究，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉，培養(yǎng)一批既懂工控技術(shù)又懂網(wǎng)絡(luò)安全的專(zhuān)業(yè)人才。

（2）促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作，推動(dòng)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新。項(xiàng)目將加強(qiáng)與高校、科研院所和企業(yè)的合作，共同建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全人才培養(yǎng)基地，探索產(chǎn)學(xué)研合作人才培養(yǎng)模式，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才支撐。

綜上所述，本項(xiàng)目預(yù)期取得一系列理論、技術(shù)、實(shí)踐和應(yīng)用成果，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，推動(dòng)智能制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務(wù)國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全戰(zhàn)略，并培養(yǎng)一批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域復(fù)合型人才，具有顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和學(xué)術(shù)價(jià)值。

九.項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃

1.項(xiàng)目時(shí)間規(guī)劃

本項(xiàng)目總研究周期為三年，共分為五個(gè)階段，每個(gè)階段均有明確的研究目標(biāo)和任務(wù)，具體時(shí)間規(guī)劃如下：

（1）第一階段：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅分析與關(guān)鍵技術(shù)研究（第1-6個(gè)月）

該階段主要任務(wù)包括：分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型安全威脅，明確關(guān)鍵安全需求；研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，建立安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估模型。預(yù)期成果包括：形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅分析報(bào)告，明確關(guān)鍵安全需求；建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，為后續(xù)研究提供理論支撐。

具體進(jìn)度安排如下：

第1-2個(gè)月：收集工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅相關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析，完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅分析報(bào)告初稿。

第3-4個(gè)月：分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下面臨的典型安全威脅，研究其攻擊路徑、影響機(jī)制以及防御難點(diǎn)，完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅分析報(bào)告定稿。

第5-6個(gè)月：分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的影響，明確關(guān)鍵安全需求；研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括風(fēng)險(xiǎn)分析、安全審計(jì)、滲透測(cè)試等，確定多層次安全評(píng)估體系框架；建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并進(jìn)行初步驗(yàn)證。

（2）第二階段：輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法研究（第7-18個(gè)月）

該階段主要任務(wù)包括：設(shè)計(jì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并進(jìn)行安全性分析和性能評(píng)估。預(yù)期成果包括：設(shè)計(jì)出一種輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并形成安全性分析報(bào)告和性能評(píng)估報(bào)告。

具體進(jìn)度安排如下：

第7-10個(gè)月：分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，包括數(shù)據(jù)量、傳輸頻率、實(shí)時(shí)性要求等，確定輕量級(jí)加密算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)；研究輕量級(jí)加密算法設(shè)計(jì)方法，包括替換-置換網(wǎng)絡(luò)、S-box設(shè)計(jì)、輪函數(shù)設(shè)計(jì)等，優(yōu)化算法的數(shù)據(jù)處理流程，降低計(jì)算復(fù)雜度，完成輕量級(jí)加密算法設(shè)計(jì)報(bào)告初稿。

第11-14個(gè)月：設(shè)計(jì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法，并進(jìn)行安全性分析，包括抗碰撞性、抗密鑰分析能力等，完成輕量級(jí)加密算法設(shè)計(jì)報(bào)告第二稿。

第15-18個(gè)月：對(duì)輕量級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密算法進(jìn)行性能評(píng)估，包括加密解密速度、資源消耗等，完成輕量級(jí)加密算法設(shè)計(jì)報(bào)告定稿，并進(jìn)行項(xiàng)目中期檢查。

（3）第三階段：基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型研究（第19-30個(gè)月）

該階段主要任務(wù)包括：開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并進(jìn)行性能評(píng)估和測(cè)試。預(yù)期成果包括：開(kāi)發(fā)出一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并形成性能評(píng)估報(bào)告和測(cè)試報(bào)告。

具體進(jìn)度安排如下：

第19-22個(gè)月：收集工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等，構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)行為特征數(shù)據(jù)庫(kù)；研究機(jī)器學(xué)習(xí)算法在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的應(yīng)用，包括監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)等，選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建異常行為識(shí)別模型，完成基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型設(shè)計(jì)報(bào)告初稿。

第23-26個(gè)月：開(kāi)發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型，并進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化，完成基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型設(shè)計(jì)報(bào)告第二稿。

第27-30個(gè)月：對(duì)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型進(jìn)行性能評(píng)估，包括準(zhǔn)確率、召回率、F1值等，完成基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型設(shè)計(jì)報(bào)告定稿，并進(jìn)行項(xiàng)目中期檢查。

（4）第四階段：多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系研究（第31-42個(gè)月）

該階段主要任務(wù)包括：構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，結(jié)合脆弱性分析與威脅情報(bào)，建立動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)。預(yù)期成果包括：構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，并開(kāi)發(fā)出動(dòng)態(tài)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告和測(cè)試報(bào)告。

具體進(jìn)度安排如下：

第31-34個(gè)月：研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估方法，包括風(fēng)險(xiǎn)分析、安全審計(jì)、滲透測(cè)試等，確定多層次安全評(píng)估體系框架；研究脆弱性分析技術(shù)，開(kāi)發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)脆弱性評(píng)估工具，識(shí)別工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的安全漏洞，完成多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系設(shè)計(jì)報(bào)告初稿。

第35-38個(gè)月：研究威脅情報(bào)分析方法，開(kāi)發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，完成多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系設(shè)計(jì)報(bào)告第二稿。

第39-42個(gè)月：構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系，并進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，完成多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全評(píng)估體系設(shè)計(jì)報(bào)告定稿，并進(jìn)行項(xiàng)目中期檢查。

（5）第五階段：原型系統(tǒng)研制與測(cè)試（第43-48個(gè)月）

該階段主要任務(wù)包括：根據(jù)本項(xiàng)目提出的技術(shù)方案，研制原型系統(tǒng)，并在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證原型系統(tǒng)的有效性和性能，并收集測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化。預(yù)期成果包括：研制出一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)原型系統(tǒng)，并形成系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告和優(yōu)化建議。

具體進(jìn)度安排如下：

第43-46個(gè)月：根據(jù)本項(xiàng)目提出的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)架構(gòu)，選擇合適的硬件和軟件平臺(tái)；開(kāi)發(fā)原型系統(tǒng)，包括輕量級(jí)加密算法模塊、動(dòng)態(tài)異常行為識(shí)別模型模塊、多層次安全評(píng)估體系模塊等，完成原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)報(bào)告初稿。

第47-48個(gè)月：在典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行部署測(cè)試，驗(yàn)證原型系統(tǒng)的有效性和性能，并收集測(cè)試數(shù)據(jù)，完成原型系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告和優(yōu)化建議報(bào)告，并進(jìn)行項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收。

2.風(fēng)險(xiǎn)管理策略

（1）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)策略

技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)主要包括：輕量級(jí)加密算法的安全性難以保證；機(jī)器學(xué)習(xí)模型的泛化能力不足；原型系統(tǒng)在實(shí)際場(chǎng)景中難以部署和應(yīng)用。

應(yīng)對(duì)策略：對(duì)于輕量級(jí)加密算法，將通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證確保其安全性；對(duì)于機(jī)器學(xué)習(xí)模型，將通過(guò)數(shù)據(jù)增強(qiáng)和模型優(yōu)化提高其泛化能力；對(duì)于原型系統(tǒng)，將選擇典型智能制造場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，提高其可部署性和易用性。

（2）管理風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)策略

管理風(fēng)險(xiǎn)主要包括：項(xiàng)目進(jìn)度延誤；項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用不當(dāng)。

應(yīng)對(duì)策略：將制定詳細(xì)的項(xiàng)目計(jì)劃，明確每個(gè)階段的任務(wù)分配和進(jìn)度安排，并定期進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度檢查；將嚴(yán)格按照項(xiàng)目預(yù)算使用經(jīng)費(fèi)，并定期進(jìn)行經(jīng)費(fèi)使用情況匯報(bào)。

（3）人員風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)策略

人員風(fēng)險(xiǎn)主要包括：核心研究人員流失；團(tuán)隊(duì)成員之間溝通不暢。

應(yīng)對(duì)策略：將建立完善的激勵(lì)機(jī)制，提高研究人員的積極性和穩(wěn)定性；將定期組織團(tuán)隊(duì)會(huì)議，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成員之間的溝通和協(xié)作。

（4）外部風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)策略

外部風(fēng)險(xiǎn)主要包括：政策變化；市場(chǎng)需求變化。

應(yīng)對(duì)策略：將密切關(guān)注國(guó)家相關(guān)政策變化，及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目研究方向；將定期進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，了解市場(chǎng)需求變化，及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容。

通過(guò)上述風(fēng)險(xiǎn)管理策略，將有效降低項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，確保項(xiàng)目按計(jì)劃順利完成。

十.項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

1.項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員的專(zhuān)業(yè)背景與研究經(jīng)驗(yàn)

本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由來(lái)自國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域的頂尖專(zhuān)家組成，成員涵蓋網(wǎng)絡(luò)安全、工控技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、密碼學(xué)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，具有豐富的理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠?yàn)轫?xiàng)目研究提供全方位的技術(shù)支持。團(tuán)隊(duì)成員均具有博士學(xué)位，在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文30余篇，主持或參與國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，具有豐富的項(xiàng)目研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn)。

（1）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張明博士，國(guó)家智能制造工程技術(shù)研究中心主任，長(zhǎng)期從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全研究，在工控系統(tǒng)安全防護(hù)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、入侵檢測(cè)等方面具有深厚的理論功底和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。曾主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”，在輕量級(jí)加密算法設(shè)計(jì)、工控系統(tǒng)異常行為識(shí)別等方面取得突破性進(jìn)展，發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，其中SCI收錄10篇，IEEE頂級(jí)會(huì)議論文5篇，擁有多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)。

（2）技術(shù)負(fù)責(zé)人李強(qiáng)教授，某重點(diǎn)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)，在機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域具有深厚的學(xué)術(shù)造詣。主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于深度學(xué)習(xí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)異常行為識(shí)別技術(shù)研究”，在異常檢測(cè)算法、數(shù)據(jù)加密技術(shù)等方面取得顯著成果，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文15篇，其中IEEETransactions系列期刊論文8篇，擁有多項(xiàng)軟件著作權(quán)。曾獲得國(guó)際人工智能大會(huì)（AAAI）最佳論文獎(jiǎng)1項(xiàng)，IEEEFellow。

（3）核心成員王華博士，某國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，長(zhǎng)期從事工業(yè)控制系統(tǒng)安全研究，在工控系統(tǒng)漏洞分析、安全評(píng)估、安全防護(hù)等方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。曾主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”，在工控系統(tǒng)漏洞挖掘、安全評(píng)估、安全防護(hù)等方面取得顯著成果，發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，其中EI收錄5篇，擁有多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。曾獲得中國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全創(chuàng)新大會(huì)最佳論文獎(jiǎng)1項(xiàng)。

（4）核心成員趙敏博士，某知名企業(yè)首席安全科學(xué)家，長(zhǎng)期從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)品研發(fā)，在數(shù)據(jù)加密、入侵檢測(cè)、安全防護(hù)等方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。曾參與研發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)系統(tǒng)，獲得多項(xiàng)軟件著作權(quán)，擁有多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。曾獲得中國(guó)信息安全領(lǐng)域最高獎(jiǎng)項(xiàng)“安恒杯”1項(xiàng)。

（5）核心成員劉偉博士，某高校計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授，長(zhǎng)期從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全研究，在工控系統(tǒng)安全協(xié)議分析、安全評(píng)估、安全防護(hù)等方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。曾主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)研究”，在安全協(xié)議分析、安全評(píng)估