第2期 刘劲威，等：云模型油气SCADA系统信息安全评价研究 ·299· 4 SCADA系统安全评价的推理设计 云对象输入云化的方法有定量、定性两种。当 输入为定量输入云化时，输人的变量需满足双边限 4.1云模型的推理机设计 制条件或者单边限制条件。然后利用正态云规则 对于资源占用的评价，本文设计了一个二维多 3E”,可以得出定性规则参数E,E。 规则的云模型推理机，输入二维值(c1,)(x1为 双边限制的计算可按照式(3)进行计算： CPU占用率，为内存的占用率)得到输出值E,(资 Ex=(Bax+Bmin)/2 源占用的大小)。三维参数E,E,H)(期望，熵，超 En=(Bmax-Bmin)/6 (3) 嫡)则表示定性的概念。 H.=k 通过对大量的数据的聚类处理)，本文得到 而当输入为定性输入云化E,E,H)表示时，可 10条定性规则如表1所示。 按式(4)进行计算： 表1聚类处理资源占用规则表 E=Ex XEa+ExXE++ExEm Table 1 Cluster processing resource occupancy rule table Enl+E2+…+En En=Enl+Ea1+…+Enm (4) 条件 结果 规则 H.= Hel X Enl+He2×E2+…+Hem×Enn CPU占用率 内存占用率 资源占用率 Ea1+E2+…+Em 中 很低 为 在CPU占用很高的情况下，用式(3)可以计算 2 中 中 中 出E=91.6,Em=2.79。取H。=0.21,得到一维云分布 高 很低 高 如图6所示。 商 高 高 1.0 0.9 5 很低 很高 很高 0.8 6 低 低 低 0.7 0.6 7 低 高 高 8 很低 中 中 0.3 9 很高 很低 很高 0.2 10 很低 很低 中 0.1 0 828486889092949698100 其中设定资源占用率[0,25]、(25,40]、(40,65]、 CPU占用率 (65,85]、(85,100]依次为：很低、低、中、高、很高。 图6一维云分布 如表1中的由条件得到结果的过程称为变量云化。 Fig.6 One dimensional cloud distribution 将表1的10条定性规则用云对象进行处理后得 同样的用规则9依据正态二维云发生器形成 到表2所示的数字特征和参数。 的CPU占用率很高且内存占用很低的二维云模型 表2处理后的数字特征和参数 的三维云图如图7所示。 Table 2 Digital features and parameters after processing 1.0 CPU占用率内存占用率 资源消耗 0.8 规则 Ex En He E E。He Ex En He 06 0.4 147.33.20.121.343.140.1255.14.410.13 0.2 0 251.42.870.1348.72.790.1354.14.110.05 40 农. 3 69.43.210.1524.43.730.1177.23.280.07 30 20 85,9095100105 476.63.280.1369.93.080.1278.13.270.1 内存占用率 1080 CPU占用率 59.83.220.1189.23.550.1490.72.570.16 图7规则9的正态二维云分布 624.83.110.1134.13.570.1537.14.410.13 Fig.7 Rule 9 normal two-dimensional cloud distribution 726.23.020.1274.83.550.1275.23.290.06 推理的步骤如下： 80.061.470.1753.13.410.1149.14.240.14 1)假设CPU和内存占用率都是0.5，即(x,x)= 991.62.790.2124.63.70.0994.92.660.17 (0.5,0.5)。 2)将(x1,2输入到X条件云，得到云滴dop(x,, 1010.03.320.1222.53.460.1313.54.520.15 y),其中y表示在论域(x,2)的隶属度。4 SCADA 系统安全评价的推理设计 4.1 云模型的推理机设计 (x1, x2) x1 x2 (Ex,En,He) 对于资源占用的评价，本文设计了一个二维多 规则的云模型推理机，输入二维值 ( 为 CPU 占用率， 为内存的占用率) 得到输出值 Ex (资 源占用的大小)。三维参数 (期望，熵，超 熵) 则表示定性的概念。 通过对大量的数据的聚类处理[13] ，本文得到 10 条定性规则如表 1 所示。 表 1 聚类处理资源占用规则表 Table 1 Cluster processing resource occupancy rule table 规则 条件 结果 CPU 占用率 内存占用率 资源占用率 1 中 很低 中 2 中 中 中 3 高 很低 高 4 高 高 高 5 很低 很高 很高 6 低 低 低 7 低 高 高 8 很低 中 中 9 很高 很低 很高 10 很低 很低 中 其中设定资源占用率[0,25]、(25,40]、(40,65]、 (65,85] 、(85,100]依次为：很低、低、中、高、很高。 如表 1 中的由条件得到结果的过程称为变量云化。 将表 1 的 10 条定性规则用云对象[14]进行处理后得 到表 2 所示的数字特征和参数。 表 2 处理后的数字特征和参数 Table 2 Digital features and parameters after processing 规则 CPU 占用率 内存占用率 资源消耗 Ex En He Ex En He Ex En He 1 47.3 3.2 0.12 1.34 3.14 0.12 55.1 4.41 0.13 2 51.4 2.87 0.13 48.7 2.79 0.13 54.1 4.11 0.05 3 69.4 3.21 0.15 24.4 3.73 0.11 77.2 3.28 0.07 4 76.6 3.28 0.13 69.9 3.08 0.12 78.1 3.27 0.1 5 9.8 3.22 0.11 89.2 3.55 0.14 90.7 2.57 0.16 6 24.8 3.11 0.11 34.1 3.57 0.15 37.1 4.41 0.13 7 26.2 3.02 0.12 74.8 3.55 0.12 75.2 3.29 0.06 8 0.06 1.47 0.17 53.1 3.41 0.11 49.1 4.24 0.14 9 91.6 2.79 0.21 24.6 3.7 0.09 94.9 2.66 0.17 10 10.0 3.32 0.12 22.5 3.46 0.13 13.5 4.52 0.15 3En Ex,En 云对象输入云化的方法有定量、定性两种。当 输入为定量输入云化时，输入的变量需满足双边限 制条件或者单边限制条件。然后利用正态云规则 “ ”，可以得出定性规则参数 。 双边限制的计算可按照式 (3) 进行计算： Ex=(Bmax + Bmin)/2 En=(Bmax−Bmin)/6 He = k (3) 而当输入为定性输入云化 (Ex,En,He) 表示时，可 按式 (4) 进行计算： Ex= Ex1 ×En1 +Ex2 ×En2 +· · ·+Exn ×Enn En1 +En2 +· · ·+Enn En = En1+En1+· · ·+Enn He = He1 ×En1 +He2 ×En2 +· · ·+Hen ×Enn En1 +En2 +· · ·+Enn (4) Ex=91.6 En = 2.79 He = 0.21 在 CPU 占用很高的情况下，用式 (3) 可以计算 出 , 。取 ，得到一维云分布 如图 6 所示。 0 CPUࢌ⩔⢳ 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 䯢ᆊᏒ 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 图 6 一维云分布 Fig. 6 One dimensional cloud distribution 同样的用规则 9 依据正态二维云发生器形成 的 CPU 占用率很高且内存占用很低的二维云模型 的三维云图如图 7 所示。 0 1.0 0.2 0.4 0.6 0.8 40 30 20 10 80 85 90 95 100 105 CPUࢌ⩔⢳ ڱႄࢌ⩔⢳ 䯢ᆊᏒ 图 7 规则 9 的正态二维云分布 Fig. 7 Rule 9 normal two-dimensional cloud distribution 推理的步骤如下： 1) 假设 CPU 和内存占用率都是 0.5，即 (x1, x2)= (0.5，0.5)。 (x1, x2) drop(x1, x2, yi) yi (x1, x2) 2) 将 输入到 X 条件云，得到云滴 ，其中 表示在论域 的隶属度。 第 2 期 刘劲威，等：云模型油气 SCADA 系统信息安全评价研究 ·299·