一图读懂丨沈自所：油气管网工控如何\"自学习\"安全响应

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赵剑明团队
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2026年9月23日 08:30
北京

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★ 赵剑明 郝鹏亮 邱国龙 张博文 王铭浩

编者按

油气管网是国家关键信息基础设施，一旦被攻击，后果可能是管线破裂、泄漏甚至爆炸。但传统\"写死剧本+人工响应\"的模式，面对快速变异的攻击根本跟不上。中科院沈阳自动化所赵剑明团队提出的\"自学习安全响应框架\"，让系统能从历史数据和实时威胁里自己学、自己生成新剧本——这套思路，对所有关基行业都有借鉴意义。

一

为什么传统响应不够用

油气管网工控遵循\"三层两网\"架构，安全优先级是：保物理过程安全 > 保实时可用 > 才轮到机密性。Modbus、DNP3等协议普遍缺加密和强认证。传统SOAR依赖专家手写的静态剧本，维护成本高、难应对新攻击；直接套用IT的\"断网关机\"动作，还可能触发工艺中断。更关键的是：系统不会从历史里\"学\"。

二

框架核心：检测—响应—学习—优化闭环

框架分三层：数据采集层解析DNP3/Modbus等协议、采集SCADA业务数据；智能分析层植入\"自学习与增补引擎\"；响应执行层把剧本翻译成原子化动作。其灵魂是\"学习闭环\"：从数据里持续挖掘新攻击模式、归纳新剧本、仿真验证、在线优化。

图 智能分析与决策平台设计

三

三个关键算法（通俗版）

☑ 挖场景：用改进PrefixSpan序列挖掘，结合资产拓扑，找出频繁共现的攻击步骤组合；

☑ 编剧本：用CBR案例推理+决策树，从历史成功案例归纳策略，生成结构化YAML剧本；

☑ 调参数：在数字孪生里用PPO强化学习调优，奖励函数兼顾\"遏制率+业务影响+成本\"。

四

安全底线：数字孪生验证 + 三级动作

新剧本绝不直接上生产。先在数字孪生沙盒里\"彩排\"，同时满足\"攻击遏制率>95%、业务影响指数<0.05\"才签名部署。响应动作分三级：一级观察预警、二级逻辑遏制、三级物理隔离（需人工确认）。框架旁路部署，\"看得见、控得准\"而不\"摸得着\"生产系统。

图 核心算法的集成与动态工作流程

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💬 你们的关键基础设施，安全响应现在是\"人工处置\"为主，还是已经上了自动化编排？欢迎在评论区聊聊。

📌 原文内容：专家观点丨沈自所：油气管网工控系统的自学习安全响应框架研究

🔖 #工业信息安全 #油气管网 #关基 #SOAR #数字孪生

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来源 | 《自动化博览》2026年第二期暨《工业控制系统信息安全专刊（第十二辑）》，由工业安全产业联盟平台整理编辑

责任编辑 | 赫敏

如需合作或咨询，请联系工业安全产业联盟平台小秘书微信号：ICSISIA20140417

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