随着工业网络与互联网日益加深的融合发展,工业网络被攻击的风险也逐渐增加。测控系统中各种潜在风险导致系统安全性难以维护,造成巨大财产损失,甚至危害生命,为系统安全分析带来挑战。攻击图作为一种通过图结构对系统攻击行为进行描述的模型,可以直观清晰的分析攻击路径,展示系统安全状况。但在测控系统的攻击路径分析方面,目前存在攻击图展示信息缺失、常见的两层架构攻击图无法体现工业业务流程、大规模测控系统攻击图分析效率低等问题。为此,本文进行了测控系统的攻击路径分析的研究与系统设计。实现测控系统业务层操作到底层漏洞的攻击图关联展示,以及大规模网络的攻击图关键路径概率的高效计算和分析,为攻击路径分析提供方案,并为测控系统的安全防护提供有效参考数据。首先,针对工业网络环境下攻击图语义的缺失,本文对攻击图漏洞及攻击模板的语义进行扩展。结合工业网络特点,在主机漏洞和专有协议脆弱性方面对攻击图漏洞层语义进行扩展。同时,抽象多种测控系统攻击行为并对其进行建模,实现攻击图攻击语义的扩展。其次,针对传统攻击图架构无法展示测控系统业务流程的问题,本文提出了业务层操作行为的建模方法。给出常见的十二种操作的模板定义,实现业务层操作到攻击图主机层的映射及关联展示。再次,针对大规模网络的攻击路径分析问题,本文设计了一种基于优化最小割集思想的关键节点选取算法。在贝叶斯攻击图的量化基础上,考虑节点资产价值、漏洞危害性、攻击收益不同的特点,计算攻击图关键节点割集。并提出了针对部分节点概率更新的攻击图路径概率计算策略,在最小化非关键节点对攻击图概率计算的影响下,提高攻击图关键路径分析效率。最后,在上述工作的基础上,设计测控系统的攻击路径分析系统的总体架构,各功能模块和数据库,实现测控系统的攻击路径分析系统,并完成算法、系统的功能验证和测试。