随着工业化进程的不断发展,工业控制系统与现代信息技术融合越来越深入,传统工业控制系统与互联网(公用网络)的界限逐渐被打破,并逐渐摆脱传统的封闭性转型为互联性的系统。因此、网络攻击的存在不仅局限于网络信息安全领域,也逐渐蔓延到工业控制系统领域。各种工业信息面临被窃取、篡改、删除等危险,严重的工业控制系统攻击事故时有发生。目前,工业控制系统信息安全问题已经成为国内外的热点研究方向之一,研究内容包括深度防御、入侵检测、态势感知、风险评估等方面。其中,风险评估研究可以判断工业控制系统风险等级,为提高控制系统的安全防御能力提供参考,对控制系统的安全研究具有深刻意义。因此,本文以工业控制系统的信息安全风险评估为研究方向,研究内容包括以下两点:(1)针对工业控制系统中攻击者和防御者之间的攻防对抗情况。首先,在层次化分析模型上增加攻防博弈层,依据工业控制系统的层次化结构,构建层次分析模型,通过建立完全信息静态博弈模型,并给出攻击函数和防御函数的计算公式,对攻防博弈层的进行分析;其次,利用模糊层次分析法计算各层元素的权重值,并逐层计算安全风险值;最后,以工业水处理控制系统为例,列出控制系统中的部分攻击方式和防御方式,并通过查阅文献、CVE数据库以及专家评价等数据,利用Matlab、Gambit等软件,对控制系统进行逐层的安全风险值计算,得到控制系统整体安全风险值,判断控制系统安全风险级别,并分析不同攻击威胁以及设备资产安全风险值对控制系统整体安全风险的影响,为控制系统的安全防护提供建议。(2)针对工业控制系统中攻击者和防御者之间信息的不确定性,完全信息静态博弈模型不能满足控制系统中更复杂的安全风险评估场景,提出一种基于不完全信息静态博弈模型的工控系统安全风险评估方法。首先,建立静态贝叶斯攻防博弈模型,该博弈模型是典型的不完全信息静态博弈模型,了解参与者收益、混合策略、混合策略贝叶均衡等概念,进行模型均衡分析;其次,根据信息安全风险值的计算方法,以防御者收益和攻击者最优策略选择概率分布为基础计算控制系统的安全风险值,并描述了不完全信息静态博弈模型风险评估算法过程;最后,通过一个场景实例,验证方法的可行性。