申请/专利权人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;国网江苏省电力有限公司;江苏省电力试验研究院有限公司

申请日：2023-11-30

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN117641356B

主分类号：H04W12/08

分类号：H04W12/08;H04W12/68

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2024.03.19#实质审查的生效;2024.03.01#公开

摘要：本发明公开了一种基于行为偏离度的电力系统第三方智能终端持续认证方法，包括：采集智能终端的载波频偏数据；根据所述载波频偏数据提取终端行为特征；根据提取的终端行为特征以及预先确定的偏离度评估因子，进行终端行为偏离的偏离度计算，基于计算得到的偏离度进行终端合法性判断，根据判断结果确定智能终端为合法终端或非法终端。优点：相比传统的身份认证方法，本发明提取终端信号的载波频偏特征，无需改变第三方智能终端原有的系统架构，通过计算终端行为偏离度判断设备真实性，提升终端设备识别准确率，能够有效解决新型电力系统中第三方智能终端接入系统过程中存在的冒充合法设备的问题，提高系统的安全性。

主权项：1.一种基于行为偏离度的电力系统第三方智能终端持续认证方法，其特征在于，包括：采集智能终端的载波频偏数据；根据所述载波频偏数据提取终端行为特征；根据提取的终端行为特征以及预先确定的偏离度评估因子，进行终端行为偏离的偏离度计算，基于计算得到的偏离度进行终端合法性判断，根据判断结果确定智能终端为合法终端或非法终端；所述采集智能终端的载波频偏数据包括：划分有效数据段，并对数据进行归一化处理，再进行频偏估计，完成频偏数据提取，具体其方法为：采集智能终端信号，对智能终端信号采用滑动窗口法划分有效信号帧，划分为n个有效信号采样点；取n个有效信号采样点的信号幅度平均值倒数计算有效信号帧的归一化因子Nr，根据有效信号帧的归一化因子Nr计算归一化后的复数信号r′n，r′n＝rn*Nr，rn为第n个信号采样点复数值；计算每个信号采样点处的瞬时相位再计算每个采样点的频率值为相邻下一个采样点的瞬时相位，fs为信号采样率；根据每个采样点的频率值fn计算信号粗频偏估计值Δfc，表示为： 使用差分方法计算出精频偏值Δff，表示为： 式中，N为一个Chirp信号的采样点数，t表示采样时间，rt表示采样时间t的采样信号，r*t表示rt的共轭信号；计算频偏值Δf，表示为：Δf＝Δfc+Δff；针对时间序列内的每个时间点，计算得到该时间点的终端信号频偏值，得到与时间序列对应的频偏值序列；所述根据所述载波频偏数据提取终端行为特征，包括：识别终端原子活动，包括：根据预先设定的原子活动模板给每个待识别的时间序列对应的频偏值序列标识原子活动类型标签；识别终端原始活动序列，包括：给定一个未标记的时间序列T，K个原子活动类型的原子活动模板字典Θ和一个整数n，成分向量和位置向量使得：xi表示在活动序列里被识别的第i个原子活动yi表示该原子活动在时间序列T里的开始时间位置，i∈[1,2,...,n]，其中，Sxi表示原子活动模板字典Θ的元素，表示时间序列T中长度为|Sxi|的子序列，是从T中第yi个点开始的连续|Sxi|个点构成的序列，表示两个时间序列T和R之间的距离，选用欧几里得距离作为距离度量方法，累计距离表示时间距离T和集合Γ中所有元素R的距离之和；最大重合序列相关性分析，包括：对终端原始活动序列进行分区，根据时间间隔筛选出相关的时序序列，再通过删除无关项移除与行为项目序列不匹配的行为属性；计算最大相似度SimX，L，表示为： 式中，X＝{x1，x2，...，xm}表示识别终端的历史行为序列，L＝L1，L2，...，Ln为终端当前的行为的序列，最终参与表示为式中，MaxX，Y表示X和L的最长公共子序列，δ表示数据匹配补偿；计算行为相似度Sim|CommonX，L|，表示为： 式中，|CommonX，L|表示序列X和序列L的所有公共子序列的个数；计算终端相似度，表示为： 式中，SimterminalA，B表示终端A和终端B的相似度，假设两个不同终端的集合为：Aterminal＝{RA1，RA2，...，RAm}，Bterminal＝{RB1，RB2，...，RBm}，simRAi，RBj表示单个终端行为间的最大相似度，wRAi，RBj表示为simRAi，RBj的权重； 式中，SupportRAi＝NrAiNA，SupportRBj＝NrBjNB，NrAi表示终端A中Ai行为的总数，NA表示终端A的行为总数，NrBj表示终端Bj行为的总数，NB表示终端B的行为总数；更新行为数据，采用频繁项更新算法不断更新终端的行为数据和建立的终端行为模型，所述频繁项更新算法，包括：预先测试终端行为序列X1＝e1，e2，e3，...，en，前一个频率序列Y1＝e1，e2，e3，...，em指定时间查找现有项目序列编号并输入；遍历现有序列，直到比较的终端序列包含所有行为项ei；其中X[i，j]表示第i项中所有当前子序列的值，i＝1，2，3，...，n，m＝1，2，3，...，m，X1[i]表示序列X1中第i个行为项，Y1[j]表示序列Y1中第j个行为项；在每次迭代中，计算当前对当前序列的支持式中，DXitem表示终端包含X的行为项，DYitem表示终端包含Y的行为项，sumD表示终端所有的行为项；设置指定的迭代次数，与终端在指定时间内操作的次数成反比，K值表示工作频率的阈值，如果超过阈值，则执行频繁的终端序列替换；所述基于计算得到的偏离度进行终端合法性判断，根据判断结果确定智能终端为合法终端或非法终端，包括：对终端信号进行持续采集，设置长度为m1的时间窗口Lm1，该时间窗口Lm1包含m1个时间点t1，t2…tm1，对窗口内的数据进行终端行为特征提取，计算偏离度，并进行终端合法性判断，所述判断包括：设置偏离度阈值Tthreshold，当偏离度大于Tthreshold时，判断终端为合法终端，否则为非法终端，随后向后移动一个时间点得到新的时间窗口Lm+1，该时间窗口Lm+1包含m个时间点t2，t3…tm+1，对窗口内的数据进行终端行为特征提取，计算偏离度，并进行终端合法性判断，以此类推完成对终端合法性的持续判断。

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