本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)安全，具體而言，涉及一種虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)方法、裝置、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著新型電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)從化石能源主導(dǎo)向清潔能源主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，大規(guī)模新能源的接入使得電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力下降、控制難度加大。虛擬電廠通過通信信息技術(shù)優(yōu)化調(diào)控需求側(cè)分布式柔性資源，將其協(xié)調(diào)整合為一個(gè)靈活的整體，進(jìn)而達(dá)成自動(dòng)分配、優(yōu)化發(fā)電、需求響應(yīng)和集中控制等目標(biāo)。然而，虛擬電與外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境高度交互，其中潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重威脅了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、虛假數(shù)據(jù)注入攻擊是一種針對(duì)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的網(wǎng)絡(luò)攻擊方式，通過篡改數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(supervisory?control?and?data?acquisition，監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，scada)和同步相量測(cè)量單元(phasor?measurement?unit，相量測(cè)量單元，pmu)采集的電網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而污染狀態(tài)估計(jì)程序運(yùn)算得到的電網(wǎng)狀態(tài)量，使得調(diào)度中心不能獲取可靠的電網(wǎng)狀態(tài)信息，最終干擾電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)虛假數(shù)據(jù)注入攻擊進(jìn)行主動(dòng)檢測(cè)是提升電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防御能力的重要手段。

3、傳統(tǒng)的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法所采用的分類器對(duì)于復(fù)雜電力量測(cè)數(shù)據(jù)的擬合能力不足，僅能識(shí)別虛假數(shù)據(jù)注入攻擊是否存在，無法對(duì)被虛假數(shù)據(jù)污染的電網(wǎng)狀態(tài)量進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別。

4、針對(duì)上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)方法、裝置、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和電子設(shè)備，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法存在擬合能力不足，無法準(zhǔn)確識(shí)別被污染的電網(wǎng)狀態(tài)量的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)方法，包括：獲取電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其中，所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)包括多種類型的電力數(shù)據(jù)；通過集成分類檢測(cè)模型對(duì)所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到輸出向量值，其中，所述集成分類檢測(cè)模型是由多組數(shù)據(jù)通過機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練得到的，所述多組數(shù)據(jù)中的每組數(shù)據(jù)均包括歷史電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)和所述歷史電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)是否為虛假數(shù)據(jù)注入攻擊數(shù)據(jù)的標(biāo)簽；根據(jù)所述輸出向量值的大小確定所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)是否被攻擊，并對(duì)被攻擊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

3、可選地，在通過集成分類檢測(cè)模型對(duì)所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之前，該虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)方法，還包括：建立所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)矩陣為其中，z表示所述數(shù)據(jù)矩陣，d表示所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，m表示所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的維度；通過交叉劃分將所述數(shù)據(jù)矩陣劃分為多個(gè)子矩陣，將多個(gè)所述子矩陣分為訓(xùn)練集和測(cè)試集；獲取初始集成分類檢測(cè)模型，通過所述訓(xùn)練集對(duì)所述初始集成分類檢測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，并通過所述測(cè)試集對(duì)訓(xùn)練后的所述初始集成分類檢測(cè)模型進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試通過的情況下，得到所述集成分類檢測(cè)模型。

4、可選地，根據(jù)所述輸出向量值的大小確定所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)是否被攻擊，包括：對(duì)所述輸出向量值采用多標(biāo)簽編碼方式進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換，得到每個(gè)所述輸出向量值的二進(jìn)制編碼；在所述二進(jìn)制編碼為1時(shí)，確定所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)被攻擊；在所述二進(jìn)制編碼為0時(shí)，確定所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)未被攻擊。

5、可選地，對(duì)所述輸出向量值采用多標(biāo)簽編碼方式進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換，包括：采用多標(biāo)簽編碼方式通過公式進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換，其中，bi為第i個(gè)所述輸出向量，

6、為采用所述多標(biāo)簽編碼方式轉(zhuǎn)換后第i個(gè)所述輸出向量對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼。

7、可選地，對(duì)所述輸出向量值采用多標(biāo)簽編碼方式進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換，還包括：將除了平衡節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和電壓相位分別采用所述多標(biāo)簽編碼方式進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換。

8、可選地，獲取電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，包括：獲取數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的第一電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其中，所述第一電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)至少包括節(jié)點(diǎn)注入有功功率、節(jié)點(diǎn)注入無功功率、支路有功潮流數(shù)據(jù)和支路無功潮流數(shù)據(jù)；獲取同步相量測(cè)量單元的第二電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其中，所述第二電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)至少包括節(jié)點(diǎn)電壓相量數(shù)據(jù)和支路電流相量數(shù)據(jù)。

9、可選地，所述集成分類檢測(cè)模型包括多種基分類器。

10、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)裝置，包括：獲取單元，用于獲取電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其中，所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)包括多種類型的電力數(shù)據(jù)；分析單元，用于通過集成分類檢測(cè)模型對(duì)所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到輸出向量值，其中，所述集成分類檢測(cè)模型是由多組數(shù)據(jù)通過機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練得到的，所述多組數(shù)據(jù)中的每組數(shù)據(jù)均包括歷史電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)和所述歷史電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)是否為虛假數(shù)據(jù)注入攻擊數(shù)據(jù)的標(biāo)簽；確定單元，用于根據(jù)所述輸出向量值的大小確定所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)是否被攻擊，并對(duì)被攻擊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

11、可選地，該虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)裝置，還包括：建立單元，用于在通過集成分類檢測(cè)模型對(duì)所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之前建立所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)矩陣為其中，z表示所述數(shù)據(jù)矩陣，d表示所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，m表示所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的維度；劃分單元，用于通過交叉劃分將所述數(shù)據(jù)矩陣劃分為多個(gè)子矩陣，將多個(gè)所述子矩陣分為訓(xùn)練集和測(cè)試集；處理單元，用于獲取初始集成分類檢測(cè)模型，通過所述訓(xùn)練集對(duì)所述初始集成分類檢測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，并通過所述測(cè)試集對(duì)訓(xùn)練后的所述初始集成分類檢測(cè)模型進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試通過的情況下，得到所述集成分類檢測(cè)模型。

12、可選地，所述確定單元，包括：第一轉(zhuǎn)換子單元，用于對(duì)所述輸出向量值采用多標(biāo)簽編碼方式進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換，得到每個(gè)所述輸出向量值的二進(jìn)制編碼；第一確定子單元，用于在所述二進(jìn)制編碼為1時(shí)，確定所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)被攻擊；第二確定子單元，用于在所述二進(jìn)制編碼為0時(shí)，確定所述電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)未被攻擊。

13、可選地，所述第一轉(zhuǎn)換子單元，包括：第二轉(zhuǎn)換子單元，用于采用多標(biāo)簽編碼方式通過公式進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換，其中，bi為第i個(gè)所述輸出向量，為采用所述多標(biāo)簽編碼方式轉(zhuǎn)換后第i個(gè)所述輸出向量對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼。

14、可選地，所述第一轉(zhuǎn)換子單元，還包括：第三轉(zhuǎn)換子單元，用于將除了平衡節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和電壓相位分別采用所述多標(biāo)簽編碼方式進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換。

15、可選地，所述獲取單元，包括：第一獲取子單元，用于獲取數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的第一電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其中，所述第一電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)至少包括節(jié)點(diǎn)注入有功功率、節(jié)點(diǎn)注入無功功率、支路有功潮流數(shù)據(jù)和支路無功潮流數(shù)據(jù)；第二獲取子單元，用于獲取同步相量測(cè)量單元的第二電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其中，所述第二電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)至少包括節(jié)點(diǎn)電壓相量數(shù)據(jù)和支路電流相量數(shù)據(jù)。

16、可選地，所述集成分類檢測(cè)模型包括多種基分類器。

17、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的程序，其中，在所述程序運(yùn)行時(shí)控制所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行上述中任意一種所述的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)方法。

18、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器，存儲(chǔ)器，以及一個(gè)或多個(gè)程序，其中，所述一個(gè)或多個(gè)程序被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，并且被配置為由所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括用于執(zhí)行上述中任意一種所述的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測(cè)方法。

19、在本發(fā)明實(shí)施例中，獲取電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其中，電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)包括多種類型的電力數(shù)據(jù)；通過集成分類檢測(cè)模型對(duì)電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到輸出向量值，其中，集成分類檢測(cè)模型是由多組數(shù)據(jù)通過機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練得到的，多組數(shù)據(jù)中的每組數(shù)據(jù)均包括歷史電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)和歷史電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)是否為虛假數(shù)據(jù)注入攻擊數(shù)據(jù)的標(biāo)簽；根據(jù)輸出向量值的大小確定電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)是否被攻擊，并對(duì)被攻擊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案，達(dá)到了采用交叉劃分方法處理混合電網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建集成分類檢測(cè)模型，并將其輸出向量通過多標(biāo)簽編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換的目的，從而實(shí)現(xiàn)了有效識(shí)別被虛假數(shù)據(jù)注入攻擊污染電網(wǎng)狀態(tài)量的技術(shù)效果，提高了模型的擬合能力與準(zhǔn)確性，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測(cè)方法存在擬合能力不足，無法準(zhǔn)確識(shí)別被污染的電網(wǎng)狀態(tài)量的技術(shù)問題。