Approaches to Enhancing Cyber Resilience: Report of the North Atlantic Treaty Organization (NATO) Workshop IST-153
本报告总结了2017年10月23日至25日在德国慕尼黑联邦国防军大学举行的2017年北大西洋公约组织(NATO)网络弹性研讨会IST-153的讨论和结果。尽管在管理网络领域的风险方面不断取得进展,但预测和预防所有可能的攻击和故障对于包括网络基础设施的当前或未来系统来说是不可行的。因此,在文献和实践中,对网络复原力(而不仅仅是基于风险的方法)的兴趣正在迅速增加。与风险或鲁棒性的概念不同,它们经常被错误地与弹性混为一谈,弹性是指系统在意外影响导致其性能下降后恢复或重新生成其性能到足够水平的能力。弹性、风险和鲁棒性之间的确切关系在技术上还没有得到很好的阐述。研讨会上的发言和讨论产生了本报告。它侧重于研讨会参与者认为特别重要的以下主题:网络弹性的基本特性;测量和建模网络弹性的方法;网络弹性的任务建模;网络弹性的系统工程,以及动态防御作为实现网络弹性的途径。
2018-04-20 cs.CR
Fundamental Concepts of Cyber Resilience: Introduction and Overview
鉴于网络系统面临的威胁迅速演变,需要新的管理方法来解决所有相互依赖的领域(即,物理的、信息的、认知的和社会的)网络系统。此外,强化网络系统以应对已识别威胁的传统方法已被证明是不可能的。因此,就像生物系统产生免疫力以应对感染和其他攻击一样,网络系统也必须适应不断变化的威胁,这些威胁继续攻击重要的系统功能,并从攻击的影响中恢复过来。在这里,我们解释了系统背景下弹性的基本概念,讨论了相关属性,并提出了网络弹性的商业案例。我们还简要总结了评估系统网络弹性的方法,以及提高网络弹性的方法。
2018-06-07 cs.CR
Enhancing Cyber-Resilience in Self-Healing Cyber-Physical Systems with Implicit Guarantees
Singapore Technologies Engineering Ltd(新加坡科技工程有限公司)
本文提出隐式保证机制,通过继承与分解确保自愈信息物理系统中隐式冗余组件的可信赖性,从而在适应和恢复后兼顾网络韧性与要求合规。
2023-05-15 cs.CR cs.RO cs.SY
Mathematical Modeling of Cyber Resilience
我们确定了对网络妥协的反应的定量特征,这些特征可以从可重复的系统实验中学习到。我们模拟了一辆配备自主网络防御系统的车辆,它也具有一些固有的物理弹性特征。当被恶意软件攻击时,这种网络物理特征的集合(即,“bonware”)努力抵抗恶意软件的攻击所导致的性能下降并从中恢复。我们提出了简约的连续模型,并开发了随机模型,以帮助量化系统对网络攻击的弹性。
2023-02-28 cs.CR math.DS
Cyber Resilience: by Design or by Intervention?
“通过设计实现网络弹性”一词越来越受欢迎。在这里,网络弹性指的是系统抵抗、最小化和减轻由对计算和通信设备的系统或网络的成功网络攻击引起的降级的能力。有些人使用“设计”一词,认为系统必须以可证明的任务保证方式设计和实施,系统的内在属性确保网络对手无法造成有意义的降级。其他人建议系统应该包括一个内置的自主智能代理,负责思考和行动,以持续观察,检测,最小化和修复网络退化。在所有情况下,“通过设计”这一限定词都表明,复原力的来源在某种程度上是系统结构和运作所固有的。那么,另一种弹性是什么呢?显然,必须有另一种类型的弹性,否则“通过设计”这个限定词的目的是什么?实际上,虽然较少提及,但存在一种称为“干预复原力”的替代形式的复原力。“在这篇文章中,我们探讨了设计弹性和干预弹性的差异和相互依赖。
2022-01-26 cs.CR
How to Measure Cyber Resilience of an Autonomous Agent: Approaches and Challenges
已采用若干办法来评估网络物理系统的性能及其面临的各种风险。随着自主攻击者增加威胁的频率、持续时间和强度,而自主智能体有可能以前所未有的速度和规模应对网络攻击,这种评估变得越来越重要。然而,大多数评估方法在衡量网络弹性或系统吸收、恢复和适应网络攻击的能力方面存在局限性。在本文中,我们概述了几种常见的方法,讨论了实际挑战,并提出了有效的网络弹性措施的发展研究方向。
2021-01-31 cs.CR
Resilience in the Cyber World: Definitions, Features and Models
弹性是一个在计算机科学和计算机工程中得到越来越多关注的特性。然而,网络环境的弹性定义,特别是嵌入式系统,尚不清楚。本文讨论了计算机科学/计算机工程领域中不同作者、年代和不同应用领域的定义。我们确定了大多数定义或多或少常见的核心声明,并在此基础上,我们使用(网络)弹性属性给出了一个整体定义。为了铺平道路,我们讨论的生存周期的(网络)弹性系统,包括在文献中提出的关键行动的理论模型。我们适应这种模式的嵌入式(网络)弹性系统。
2021-05-21 cs.CR
Building Resilience in Cybersecurity -- An Artificial Lab Approach
基于经典传染模型构建复杂网络系统的数字孪生体(人工网络实验室),通过数值案例研究识别出安全性与拓扑结构两类系统性网络风险控制措施,并探讨其在保险与监管实践中的应用。
2023-09-07 cs.CR cs.SI cs.SY
Quantitative Measurement of Cyber Resilience: Modeling and Experimentation
本文通过建模一辆配备自主防御和物理弹性特征的卡车在恶意软件攻击下的表现,提出简约数学模型和实验方法,以定量测量系统的网络弹性。
2024-12-30 cs.CR math.DS
An Experimentation Infrastructure for Quantitative Measurements of Cyber Resilience
网络物理系统易受网络攻击的脆弱性是众所周知的,在这些系统中建立网络复原力的要求已经牢固确立。本文解决的关键挑战是,成熟这门学科需要开发技术,工具和流程,以客观,严格和定量地测量网络弹性的属性。研究人员和项目经理需要能够确定弹性解决方案的实施是否真的提高了系统的弹性。在以前的工作中,桌面演习是在网络攻击下使用一辆假想的重型车辆进行虚拟军事任务。虽然这项工作提供了一些有用的数据,但需要更多和更精确的数据来完善计量方法。本文详细介绍了努力建设一个具有成本效益的实验基础设施,提供这样的数据。它还提供了一个案例研究,使用基础设施生成的一些数据。
2023-02-15 cs.CR
Quantitative Resilience Modeling for Autonomous Cyber Defense
Dartmouth College(达特茅斯学院);Northeastern University(东北大学)
针对网络攻击下网络弹性缺乏统一定义的问题,提出考虑多目标与资源关键度的可量化弹性公式,在CybORG框架中验证并设计RL防御智能体,证明主动加固与及时恢复对有效防御的关键作用。
2025-09-05 cs.CR cs.LG cs.MA
Cyber-Resilience Evaluation of Cyber-Physical Systems
信息物理系统(CPS)使用计算资源来控制物理过程并提供关键服务。因此,这些系统中的攻击可能会在物理世界中产生危险的后果。因此,复原力是确保人、环境和受控物理过程安全的基本属性。在本文中,我们提出的指标来量化的基础上的设计,结构,稳定性和性能的攻击下,一个给定的CPS的弹性水平。这些度量提供了参考点,以评估系统是否为面对对手做好了更好的准备。通过这种方式,可以使用基于切换线性系统和致动器饱和的数学模型来量化从对手恢复的能力。最后,我们使用田纳西伊士曼控制挑战问题的数值模拟来验证我们的方法。
2020-09-15 cs.CR
Multidimensional Resilience for Electrical Power Systems: Systematic Review, Integrated Index, and Validation under Real-World Cyber-Physical Attack Scenarios
University of Massachusetts Boston(麻省大学波士顿分校)
本文通过PRISMA 2020综述识别五维韧性缺口,提出多维韧性指数(MDRI)以捕获耦合与放大效应,并在波兰网络攻击场景下验证,发现联合失效导致韧性损失比单维高46倍。
2026-06-06 cs.CR cs.SY eess.SY
Preventive and Reactive Cyber Defense Dynamics with Ergodic Time-dependent Parameters Is Globally Attractive
网络安全动力学是一种建模和分析网络攻防互动的数学方法。在本文中,我们提出了一种网络安全动力学的特征,称为预防性和反应性网络防御动力学,这是一个高度非线性系统模型的家庭的最先进的。我们证明了当含时参数遍历时,该动力学的一般形式是全局吸引的;当含时参数具有更强的(几乎)周期性时,该动力学是(几乎)周期的.我们的结果取代国家的最先进的,包括相同类型的动力学,但与时间无关的参数是全局收敛的。
2020-01-22 cs.CR cs.SI math.DS
Chaos Engineering for Enhanced Resilience of Cyber-Physical Systems
网络物理系统(CPS)包含关键基础设施运营背后的复杂和大规模工程系统,如供水网络,能源输送系统,医疗保健服务,制造系统和运输网络。工业CPS特别需要以适应性和可持续的方式同时满足可用,安全,安全和可靠的系统运行对各种威胁的要求。这些不良事件可能是意外或恶意的,可能包括自然灾害、硬件或软件故障、网络攻击,甚至是基础设施设计和实施故障。它们可能会极大地影响CPS算法和机制的结果,以及随后部署在这些关键基础设施中的工业控制系统(ICS)的操作。这样一个苛刻的属性和威胁的组合要求的服从性增强的方法和技术,在实时操作中工作。然而,CPS弹性的分析是一项艰巨的任务,因为它涉及到各种相互依赖的层与异构计算设备,物理组件,网络技术和数据分析的评估。在本文中,我们应用混沌工程(CE)的原则,工业CPS,以证明这种做法对系统弹性的好处。不良事件的系统不确定性可以通过将运行时基于CE的分析应用于生产中的CPS来驯服,以便预测环境变化,从而应用限制事件范围和严重性的缓解措施,并最小化其爆炸半径。
2021-09-28 cs.CR cs.SY eess.SY
Building up Cyber Resilience by Better Grasping Cyber Risk Via a New Algorithm for Modelling Heavy-Tailed Data
网络安全和弹性是我们现代经济中的主要挑战;这就是为什么它们是政府,安全和国防部队,公司和组织管理议程上的首要任务。因此,需要深入了解网络风险,以提高抵御能力。我们在此建议对{ \it国家宪兵队}的网络投诉数据库进行分析。我们进行这种分析与一个新的算法开发的非负非对称重尾数据,这可能成为一个方便的工具,在应用领域。这种方法给出了一个很好的估计的完整的分布,包括尾部。我们的研究证实了可保性的必要条件--损失期望的有限性。最后,我们得出这个模型的风险管理的后果,比较其结果与其他标准EVT模型,并奠定了基础的基础上的肥胖的尾巴的攻击分类。
2022-09-06 cs.CR stat.ME
Airport Cyber Security and Cyber Resilience Controls
网络安全恐慌是与互联网技术的出现和普及相关的主要缺点领域。虽然互联网改善了生活和业务流程,但安全威胁的水平也在成比例地增加。因此,网络和相关的网络系统使世界处于持续警惕的状态,因为存在攻击的威胁。犯罪分子不断尝试对各种基础设施和企业进行网络安全防御。机场是网络安全意味着很多事情的一些领域。机场网络安全的关键性在于互联网和计算机系统在机场运营中的高度整合。本文是关于机场网络安全和弹性控制的。在文章的开头是一个全面的介绍,提供了整个内容的预览。本文从机场情报分类、网络安全恶意威胁分析、研究方法论等方面进行了探讨。一个简洁的结论标志着文章的结束。
2019-08-26 cs.CR cs.CY
A Survey on Cyber-Resilience Approaches for Cyber-Physical Systems
该综述系统梳理了信息物理系统(CPS)网络弹性的相关研究,介绍背景与威胁后分类梳理前沿方法,区分其与传统风险管理的差异,并探讨了实践层面的研究挑战。
2024-05-16 cs.CR
Zero Trust for Cyber Resilience
本章梳理零信任安全的演进与架构,阐述信任评估和策略引擎如何借助动态博弈论与学习实现自动化网络弹性。
2023-12-05 cs.CR cs.GT
Optimal Attack against Cyber-Physical Control Systems with Reactive Attack Mitigation
Advanced Digital Sciences Center, Illinois at Singapore(伊利诺伊大学新加坡先进数字科学中心);GovTech Singapore(新加坡政府科技局);Singapore University of Technology and Design(新加坡科技设计大学);Nanyang Technological University(南洋理工大学)
本文研究了具有攻击检测和反应式攻击缓解的网络物理控制系统性能与韧性,通过马尔可夫决策过程设计最优攻击序列以最大化状态估计误差,验证了攻击影响的极限,并通过电网电压控制系统仿真验证了攻击序列设计的有效性。
2017-06-06 cs.CR cs.IT cs.SY
Architectural Implications of the UK Cyber Security and Resilience Bill
University of Oxford(牛津大学);Hertford College, Oxford(赫特福德学院)
本文探讨了英国网络安全与弹性法案对组织架构的强制性影响,指出零信任架构是满足合规要求的最佳技术基础,并提出了参考架构和实施路径。
2026-04-02 cs.CR cs.SY eess.SY
Preventive and Reactive Cyber Defense Dynamics Is Globally Stable
School of Mathematics, Fudan University(复旦大学数学学院);Department of Computer Science, University of Texas at San Antonio(德克萨斯大学圣安东尼奥分校计算机科学系)
本文研究预防性与反应性防御对抗推式和拉式攻击的动力学,证明其在全部参数空间内全局稳定,并提出更紧的均衡界。
2016-02-19 cs.CR cs.SI cs.SY
Cyber Insurance for Cyber Resilience
本章提出量化网络保险设计框架,通过残余风险、监控规则、道德风险与风险感知联合建模,在温和监控假设下增强网络韧性。
2023-12-05 cs.CR
Multi-Layer Cyber-Physical Security and Resilience for Smart Grid
Tandon School of Engineering, New York University(纽约大学坦登工程学院)
本文研究了智能电网的多层网络物理安全与韧性问题,采用博弈论和决策理论建模系统组件之间的交互以及攻击者与系统之间的交互,探讨了跨层鲁棒和韧性控制器、安全网络路由协议和管理层信息安全挑战,并展望了博弈论工具在解决智能电网多层安全问题中的未来方向。
2018-09-30 cs.CR cs.SY eess.SY
Effects of the Cyber Resilience Act (CRA) on Industrial Equipment Manufacturing Companies
本文通过调查揭示工业设备制造企业应对欧盟《网络弹性法案》时在安全开发、漏洞管理和网络安全人才方面的主要挑战,并提出工具改进等针对性建议。
2025-10-11 cs.CR
PHOENI2X -- A European Cyber Resilience Framework With Artificial-Intelligence-Assisted Orchestration, Automation and Response Capabilities for Business Continuity and Recovery, Incident Response, and Information Exchange
本文介绍欧盟资助的PHOENI2X项目,旨在开发一个面向基本服务运营商和成员国当局的、具有AI辅助编排、自动化与响应能力的欧洲网络韧性框架,以提升业务连续性与恢复、事件响应和信息交换能力。
2023-07-18 cs.CR
Doers, not Watchers: Intelligent Autonomous Agents are a Path to Cyber Resilience
今天的网络防御工具大多是观察者。他们不是积极的行动者。当然,观看也是一件要求很高的事情。这些工具监控流量和事件;它们检测恶意签名、模式和异常;它们可能会对观察到的内容进行分类和描述;它们会发出警报,甚至可能在执行所有这些操作时进行学习。但他们没有行动。他们很少计划和执行对攻击的响应,也不计划和执行恢复活动。响应和恢复-网络弹性的核心要素留给人类网络分析师,事件响应者和系统管理员。我们认为事情应该改变。网络防御工具不应该仅仅是观察者。他们需要成为实干家--在维护系统抵御网络威胁的能力方面的积极战士。这意味着,它们的能力应包括高度的自主性和智能,以便对刚刚出现或已经成功的妥协作出快速反应,并迅速恢复,从而有助于整个系统的复原力。通常,应对和恢复工作需要在没有任何人参与的情况下进行,并明智地考虑到这些工作的风险和后果。最近,一个国际团队发表了一份报告,提出了一个自主智能网络防御代理(AICA)的愿景,并提供了这样一个代理的高级参考架构。在本文中,我们将探讨这一愿景。
2022-01-26 cs.CR
Threat-Informed Cyber Resilience Index: A Probabilistic Quantitative Approach to Measure Defence Effectiveness Against Cyber Attacks
本文提出基于威胁情报与POMDP的网络弹性指数CRI,将攻击者TTPs和不确定性纳入动态评估,以单一量化指标衡量组织防御有效性并支持资源配置决策。
2024-09-06 cs.CR
Grand Challenges in Resilience: Autonomous System Resilience through Design and Runtime Measures
一组约80名研究人员,从业者和联邦机构项目经理参加了NSF赞助的恢复力研讨会的大挑战于2019年3月19日至21日在普渡大学校园举行。研讨会分为三个主题:网络弹性,网络物理和社会技术系统。大约30名与会者参加了关于网络复原力的讨论。本文介绍了网络弹性主题中确定的挑战和解决方案的实质性部分。在本文中,我们提出了一些代表性应用领域中网络弹性的重大挑战,并概述了应对这些挑战的基本解决方案。这些解决方案分为两大主题:设计服从和反应服从。我们使用自治系统的例子作为激励网络弹性的应用程序驱动程序。我们关注的是近距离的一些自主系统(自主地面和空中车辆),以及更远一点的(自主救援和救济)。对于通过设计实现的可靠性,我们专注于软件中的设计方法,这些方法是我们的网络系统具有弹性所需的。相比之下,对于反应式容错,我们讨论了当故障发生时,如何通过响应、重新配置或在运行时恢复来使系统具有弹性。我们还讨论了自适应执行的概念,以提高弹性,在可用的执行平台(移动/嵌入式,边缘和云)之间透明和自适应地执行。对于这两个主题中的每一个,我们都调查了当前的状态,以及期望的状态和到达那里的方法。最后,我们总结了我们在短期和中期内必须解决的研究挑战,以实现弹性自治系统的愿景。
2020-05-09 cs.CR cs.CY cs.NI
Reliability and Resilience of AI-Driven Critical Network Infrastructure under Cyber-Physical Threats
针对AI驱动的5G/6G关键网络易受网络物理攻击引发级联故障的问题,提出整合AI异常检测、自适应路由与冗余机制的容错韧性框架,经NS-3仿真验证,其在故障恢复、传输稳定性和服务中断减少上均优于基线方法。
2025-10-22 cs.CR
Decision-Making Frameworks for Network Resilience -- Managing and Mitigating Systemic (Cyber) Risk
Institute of Actuarial and Financial Mathematics & House of Insurance, Leibniz University Hannover, Germany(汉诺威莱布尼茨大学精算与金融数学研究所及保险之家)
本文提出了一种用于管理网络系统性风险的决策框架,通过可接受的网络配置、风险缓解干预措施和成本函数来实现系统性风险的管理与缓解。
2024-10-25 cs.CR cs.DM cs.NI
RobResilience: Implementing and Evaluating a Resilience Framework for Cyber-Physical Embodied Systems
Örebro University(厄勒布鲁大学);University of Padua(帕多瓦大学)
针对具身网络物理系统在攻击下无法区分安全退化与灾难危险的问题,本文提出RobResilience框架,在Webots中基于PR2和ROS2实现,通过运行时评估三个谓词并触发缓解,经八个场景验证与理论一致。
2026-09-16 cs.CR cs.RO cs.SY
Cyberphysical Security Through Resiliency: A Systems-centric Approach
网络物理系统(CPS)通常以与信息技术(IT)系统相同的方式进行保护-通过使用周边安全。多种因素使得这种防御对CPS来说是不够的。复原力显示出克服这些不足的潜力。实现弹性的技术存在,但是,在CPS的弹性评估的方法和理论是缺乏的。我们认为,这些方法和理论应该帮助利益相关者决定在哪里以及如何应用设计模式来提高弹性。这样的问题可能涉及到不同目标和标准之间的权衡,这样的决策需要由可追溯的、可辩护的、可重复的工程证据来驱动。多标准弹性问题需要一种面向系统的方法,该方法在存在威胁的情况下评估系统,并在发现漏洞后评估潜在的设计解决方案。我们提出了一个面向系统的网络物理安全的观点,称为任务意识,这是基于对任务目标,系统动态和风险的全面理解。
2021-10-09 cs.CR cs.SY eess.SY
A Formal Resilience Framework for Cyber-Physical Embodied Systems under Device-Level Cyberattacks
Department of Computer Science, Örebro University, Sweden(瑞典 Örebro 大学计算机科学系);AI, Robotics and Cybersecurity Center (ARC), Örebro University, Sweden(瑞典 Örebro 大学人工智能、机器人与网络安全中心)
提出一种形式化可靠性框架,将入侵检测系统信息融入弹性评估谓词,用于分析网络攻击对具身CPS任务执行和实体保全的影响,并指导缓解策略部署。
2026-07-21 cs.CR cs.RO
Piecewise Linear and Stochastic Models for the Analysis of Cyber Resilience
我们模拟了一辆配备自主网络防御系统的车辆,除了其固有的物理弹性功能。当受到攻击时,这种网络物理特征的集合(即,"bonware“)努力抵抗恶意软件攻击造成的性能下降并从中恢复。我们的模型的基本微分方程管理这种攻击的恶意软件和bonware的分段线性特征,开发一个离散时间随机模型,并表明,平均值的实例化的随机模型近似解的连续微分方程。我们开发了一个理论和方法来近似与这些方程相关的参数。
2023-02-17 cs.CR math.DS stat.AP
Enhancing Network Resilience through Machine Learning-powered Graph Combinatorial Optimization: Applications in Cyber Defense and Information Diffusion
University of Adelaide(阿德莱德大学)
本论文针对网络防御和信息扩散领域,将加固活动目录与识别结构洞跨越者问题转化为图组合优化,设计机器学习方法发现瓶颈节点和边,以增强网络韧性。
2023-09-22 cs.CR cs.LG
Graph Analytics for Cyber-Physical System Resilience Quantification
本研究提出了一种基于知识图谱建模和图分析的方法论,用于量化信息物理系统的网络弹性,识别关键组件以避免级联效应,并在SWaT测试平台上验证了最具弹性的设计能有效吸收攻击并实现反弹。
2025-04-02 cs.CR
Cyber Deception Reactive: TCP Stealth Redirection to On-Demand Honeypots
本文提出一种基于TCP隐蔽重定向的按需蜜罐欺骗机制,通过将攻击者无缝重定向至受害资产的克隆体来保护真实资产并收集威胁情报,实验证明其延迟低到难以被人类或机器察觉。
2024-02-20 cs.CR cs.NI cs.PF
Agentic AI for Cyber Resilience: A New Security Paradigm and Its System-Theoretic Foundations
Department of Systems Engineering, City University of Hong Kong(香港城市大学系统工程系);Department of Electrical and Computer Engineering, New York University(纽约大学电气与计算机工程系)
本文提出基于代理AI的网络韧性新范式,通过系统理论框架设计自主工作流,利用博弈论实现网络防御与攻击的动态平衡,提升系统在攻击下的持续适应能力。
2025-12-28 cs.AI cs.CR
Autonomous Cyber Resilience via a Co-Evolutionary Arms Race within a Fortified Digital Twin Sandbox
Telkom University(电信大学)
本文提出ARC框架,通过数字孪生沙箱内的共进化军备竞赛,实现工业控制系统对新型攻击的高效检测与防御,提升网络安全的动态适应能力。
2025-10-16 cs.CR cs.LG cs.SY
Digital Guardians: The Past and The Future of Cyber-Physical Resilience
Purdue University(普渡大学);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);The University of Virginia(弗吉尼亚大学);Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院);University of Notre Dame(圣母大学);University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
本文探讨了网络物理系统韧性的核心挑战与方法,涵盖系统属性、学习赋能系统、主动措施、恢复机制及人类角色,通过智能交通与医疗系统案例,提供复杂环境下的韧性实现路径。
2026-04-15 cs.CR cs.DC cs.SY
Vulnerability Coordination Under the Cyber Resilience Act
本文解读欧盟《网络弹性法案》中的漏洞协调强制要求,对比美欧相关漏洞概念,分析公共部门相关实践调整,为网络安全监管研究提供参考。
2025-11-15 cs.CR cs.CY cs.SE
Automated Malware Design for Cyber Physical Systems
网络物理系统的攻击设计对于在设计时和运行时评估CPS弹性以及从测试平台生成丰富的数据集以供研究至关重要。针对网络物理系统的攻击与IT攻击的区别在于,其主要目标是损害物理系统。因此,设计此类攻击需要网络和物理系统知识。当前生成攻击的做法要么集中在使用IT网络安全现有知识体系的系统的网络部分,要么使用黑客攻击来注入可能损害物理过程的攻击。在本文中,我们提出了一种系统的方法,可以根据CPS安全和控制规范自动生成完整性攻击,而无需了解物理系统或其动态。生成的攻击违反了系统的操作和安全要求,因此对系统的弹性提出了真正的测试。我们提出了一种算法来自动化的恶意软件有效载荷的发展。文中给出了几个例子来说明所提出的方法。
2021-07-06 cs.CR cs.SY eess.SY
Establishing Cyber Resilience in Embedded Systems for Securing Next-Generation Critical Infrastructure
智能技术在关键商业、工业和公共环境中的大规模集成和部署对商业运营和整个社会产生了重大影响。尽管这些关键智能技术的集成对技术制造商提出了严重的嵌入式安全挑战,但这些技术制造商需要根据国际安全法规进行系统性的处理。本文通过推导嵌入式安全要求来实现国际安全机构制定的核心安全功能,并提出微架构特征来建立嵌入式系统的网络弹性,从而为此类智能技术建立安全基础。为了弥补嵌入式和操作安全领域之间的研究差距,对现有的嵌入式安全方法、微体系结构和设计流程进行了详细的回顾。现有的嵌入式安全方法被发现是临时的,被动的,强烈依赖于建立和维护信任。据我们所知,到目前为止,没有现有的嵌入式安全微架构或防御机制提供数据流的连续性或一旦信任被打破的安全性。此功能对于部署在关键基础设施中的嵌入式技术至关重要,可以增强和维护安全性,并获得安全漏洞的证据,以有效评估,改进和部署主动响应和缓解策略。为此,本文提出了三个微架构特征,应设计并集成到嵌入式架构中,以建立,维护和提高下一代关键基础设施的嵌入式系统的网络弹性。
2020-04-06 cs.CR cs.LO eess.SP
The UK Cyber Security and Resilience Bill: A Practitioner's Guide to Legislative Reform, Compliance, and Organisational Readiness
University of Oxford(牛津大学)
本文分析英国网络安全法案,探讨其监管范围、合规要求及零信任架构的应用,为组织提供合规指导。
2026-03-09 cs.CR
Federated Learning in Adversarial Environments: Testbed Design and Poisoning Resilience in Cybersecurity
Department of Information Science and Technology(信息科学与技术系);Technology University at Albany, SUNY, New York, USA(阿尔巴尼州立大学技术学院,纽约,美国)
本文设计实现了一个联邦学习测试床,用于网络安全应用,评估其对污染攻击的鲁棒性。通过案例研究展示了测试床在检测异常和保护关键基础设施方面的能力。
2025-04-03 cs.CR cs.DC cs.LG
Resilience to Denial-of-Service and Integrity Attacks: A Structured Systems Approach
研究了网络物理系统对拒绝服务攻击和完整性攻击的抗御能力。网络物理系统被建模为一个线性结构的系统,其弹性的攻击被解释在图论框架。系统的结构弹性由受攻击系统的二分图和有向图表示的连通分量的最大匹配中的不匹配顶点来表征。我们首先提出的条件,系统是有弹性的拒绝服务攻击时,对手可能会阻止访问或关闭某些输入系统。我们扩展了这种分析,以表征系统的弹性时,对手可能会另外有能力影响状态反馈控制策略的实施。这被称为完整性攻击。我们建立的条件下,一个系统,在结构上弹性的DoS攻击也将弹性的某一类完整性攻击。最后,我们制定了一个扩展的情况下切换线性系统,并推导出这样的系统是结构弹性的DoS攻击的条件。
2021-09-02 cs.CR cs.SY eess.SY
Preparing an AI-Augmented SIEM for the EU Cyber Resilience Act: A Practitioner Case Study
Clone Systems;University of Thessaly(色萨利大学)
本研究通过SEUXDR案例,提出六步法将欧盟CRA法规转化为可操作准备,涵盖风险评估、漏洞报告及符合性评估,为中小企业提供可复制的合规路径。
2026-10-07 cs.CR cs.CY
Cybersecurity Threats to Power Grid Operations from the Demand-Side Response Ecosystem
本文分析了物联网能源智能电器对电网运营构成的网络安全威胁,探讨了需求侧响应生态系统中的漏洞、影响攻击的关键因素及提升电网韧性的措施。
2025-02-02 cs.CR cs.IT cs.SY
Improving ICS Cyber Resilience through Optimal Diversification of Network Resources
网络多样性已被广泛认为是一种有效的防御策略,以减轻恶意软件的传播。优化网络资源的多样化可以提高网络对恶意软件传播的弹性。这项工作提出了一种有效的方法来计算这样的最佳部署,在升级的背景下,传统的工业控制系统与现代IT基础设施。我们的方法可以容忍各种约束条件时,寻找一个最佳的多样化,如过时的产品和严格的配置政策。基于CVE/NVD模型,显式地度量产品之间的漏洞相似度,以估计恶意软件在产品之间的感染率。一个受Stuxnet影响的案例展示了我们在实践中的最佳多样化,特别是在受到各种要求限制的情况下。然后,我们测量的多样性网络的弹性改善定义良好的多样性度量和平均时间妥协(MTTC),以验证我们的方法的有效性。我们进一步评估了影响优化性能的三个因素,如网络结构、产品种类和约束条件。最后,我们展示了我们的方法在几秒钟到几分钟内为大规模(多达10,000台主机)和高密度(多达240,000个边缘)的网络找到最佳解决方案的竞争力可扩展性。
2019-05-16 cs.CR
Model Predictive Control with adaptive resilience for Denial-of-Service Attacks mitigation on a Regulated Dam
针对SCADA面临的控制器—执行器DoS攻击,提出以Hawkes过程强度自适应调节弹性因子的MPC架构,并在Olginate大坝真实数据的两个攻击场景中验证其有效性。
2024-02-28 cs.CR cs.SY eess.SY
CYBERFORT: A Compliance-Chain Platform Operationalising the Cyber Resilience Act for SMEs
Clone Systems;Eximprod Engineering(Eximprod工程公司);Columbia Shipmanagement(哥伦比亚船舶管理公司);Bolton Technologies(博尔顿科技公司);Dealio;I-EnergyLink;University of Thessaly(色萨利大学);Elias Neocleous & Co. LLC(Elias Neocleous律师事务所)
针对中小企业缺乏GRC能力的问题,提出开源合规平台CYBERFORT,通过合规链将产品风险、控制措施与CRA义务关联,实现可追溯合规,并在43个组织及SIEM/XDR案例中验证。
2026-10-08 cs.CR cs.CY cs.SE
Optimizing Preventive and Reactive Defense Resource Allocation with Uncertain Sensor Signals
本文研究不确定传感器信号下防御者在预防性与反应性防御间的资源分配问题,发现传感器质量提高会增加预防性投资并减少反应性投资,且在攻击成功率低时防御性能提升最大。
2025-09-14 cs.CR cs.GT cs.SY
Cyber Network Resilience against Self-Propagating Malware Attacks
近年来,自传播恶意软件(SPM)导致了巨大的财务损失、重大数据泄露和广泛的服务中断。在本文中,我们探讨了发展网络弹性系统,能够减轻SPM攻击的蔓延的问题。我们首先深入研究了一种著名的自传播恶意软件WannaCry,并提出了一种名为SIIDR的分区模型,该模型可以准确捕获在现实世界的攻击痕迹中观察到的行为。接下来,我们研究了十种网络防御技术,包括现有的边缘和节点加固策略,以及基于重新配置网络通信(NodeSplit)和隔离社区的新开发方法。我们使用从大型零售网络收集的六个真实通信图详细评估了所有防御策略,并比较了它们在各种攻击和网络拓扑中的性能。我们表明,这些防御措施能够有效地减少SPM攻击的传播与SIIDR建模。例如,假设一个强大的攻击在没有采取防御措施的情况下感染了97%的节点,那么策略性地保护少量节点(0.08%)可以将其中一个网络的感染足迹降低到1%。
2022-10-08 cs.CR math.DS math.SP