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異常操作檢測

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發(fā)布時間：2025-08-16 14:36:32 更新時間：2025-08-15 14:36:32

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

異常操作檢測：保障系統(tǒng)安全與穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)

在當今高度數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的信息環(huán)境中，各類信息系統(tǒng)、工業(yè)自動化設(shè)備以及智能終端設(shè)備的運行日益復(fù)雜，異常操作的發(fā)生不僅可能導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，還可能引發(fā)嚴重的安全事故，甚至造成重大經(jīng)濟損失。異常操作檢測作為保障系統(tǒng)安全、提升運行可靠性的重要手段，正受到越來越多企業(yè)和機構(gòu)的關(guān)注。所謂異常操作，是指在正常業(yè)務(wù)流程之外，由用戶、設(shè)備或系統(tǒng)自身產(chǎn)生的偏離預(yù)期行為的活動，例如非法登錄嘗試、數(shù)據(jù)篡改、設(shè)備超限運行、非授權(quán)操作等。這些行為往往隱藏在海量正常操作數(shù)據(jù)中，具有隱蔽性強、模式多變等特點，給傳統(tǒng)監(jiān)控手段帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，構(gòu)建一套科學(xué)、高效、可擴展的異常操作檢測體系，成為信息系統(tǒng)安全防護的核心環(huán)節(jié)。該體系通常涵蓋檢測項目設(shè)定、先進檢測儀器選型、科學(xué)檢測方法應(yīng)用以及嚴格遵循相關(guān)檢測標準等多個方面，共同構(gòu)成一套完整的異常識別與響應(yīng)機制。

核心檢測項目

異常操作檢測的核心在于精準識別哪些行為屬于“異?！薄３Ｒ姷臋z測項目包括：登錄行為異常（如多地點快速切換、非工作時間登錄）、操作頻率突變（如短時間內(nèi)執(zhí)行大量操作）、權(quán)限越權(quán)操作（如普通用戶訪問管理員功能）、數(shù)據(jù)訪問異常（如大量敏感數(shù)據(jù)）、設(shè)備運行參數(shù)異常（如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速超出安全閾值）以及操作序列違例（如跳過關(guān)鍵驗證步驟）。這些項目需結(jié)合具體業(yè)務(wù)場景進行定制化設(shè)置，以確保檢測的針對性和有效性。例如，在金融系統(tǒng)中，異常轉(zhuǎn)賬行為是重點監(jiān)控對象；在智能工廠中，設(shè)備運行狀態(tài)的異常波動則是關(guān)鍵檢測點。

關(guān)鍵檢測儀器與設(shè)備

實現(xiàn)高效異常操作檢測，依賴于先進的檢測儀器和采集設(shè)備。常用的檢測儀器包括：工業(yè)級傳感器（用于實時采集設(shè)備運行參數(shù)）、網(wǎng)絡(luò)流量分析儀（用于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)行為異常）、日志采集與分析系統(tǒng)（如ELK Stack、Splunk）、行為分析終端設(shè)備（如智能工控機、邊緣計算網(wǎng)關(guān)）以及基于AI的異常檢測硬件模塊（如NPU加速卡）。這些設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的高精度采集與實時傳輸，為后續(xù)分析提供可靠數(shù)據(jù)支撐。例如，在智能電網(wǎng)中，部署在變電站的智能監(jiān)測終端可實時采集電流、電壓、頻率等數(shù)據(jù)，并通過邊緣計算設(shè)備初步判斷是否存在異常運行狀態(tài)。

主流檢測方法

異常操作檢測方法主要分為傳統(tǒng)統(tǒng)計分析法、機器學(xué)習(xí)方法和深度學(xué)習(xí)方法。傳統(tǒng)方法如3σ原則、移動平均法、Z-score檢測，適用于數(shù)據(jù)分布穩(wěn)定、異常模式明確的場景，具有實現(xiàn)簡單、響應(yīng)快速的優(yōu)點。機器學(xué)習(xí)方法如孤立森林（Isolation Forest）、支持向量機（SVM）、隨機森林等，能夠通過訓(xùn)練識別正常行為模式，從而發(fā)現(xiàn)偏離該模式的行為。近年來，深度學(xué)習(xí)方法如LSTM、Autoencoder、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNN）在處理復(fù)雜、非線性、時序性異常方面展現(xiàn)出強大能力。例如，基于LSTM的模型可對用戶操作序列進行建模，有效識別出非典型操作路徑。此外，結(jié)合規(guī)則引擎與模型推理的混合檢測方法，已成為當前主流趨勢，兼顧了可解釋性與檢測精度。

遵循的檢測標準

為確保異常操作檢測系統(tǒng)的規(guī)范性、可比性和可靠性，必須嚴格遵循相關(guān)行業(yè)與國家標準。國際上，ISO/IEC 27001（信息安全管理體系）、ISO/IEC 30111（信息安全事件管理）提供了系統(tǒng)化的安全框架。在工業(yè)領(lǐng)域，IEC 62443（工業(yè)自動化與控制系統(tǒng)安全）標準對設(shè)備異常檢測提出了具體要求。我國則有《信息安全技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求》（GB/T 22239）、《信息安全技術(shù) 信息系統(tǒng)安全運維管理規(guī)范》（GB/T 33138）以及《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護指南》等標準，明確要求對異常操作進行實時監(jiān)測與告警。此外，針對特定行業(yè)如金融、電力、交通等，還存在行業(yè)專屬標準（如《證券期貨業(yè)信息系統(tǒng)安全等級保護基本要求》），對檢測頻率、響應(yīng)時間、日志保留等提出量化指標，確保檢測體系符合合規(guī)性要求。