TE-CUP-SEC：工业控制系统安全的建模与数据集

构建了TE-CUP-SEC工业控制系统安全数据集，基于TE东海岸过程模型和工业网络设备，实现ISA-95架构三层（物理层、控制层、网络层）虚拟-物理融合建模。通过模拟恶意指令注入、物理过程扰动、虚假数据注入和DoS攻击等典型场景，采集多源同步数据，验证了该数据集在复杂对抗环境下对多层特征表征和攻击特征识别的有效性，为石化行业ICS安全技术研究提供基础数据支撑。

　　

摘要

随着工业控制系统（ICS）之间互联性的增强，协调整合功能能力和信息安全的必要性日益凸显，这迫切需要高质量、多来源的数据来支持石化行业的ICS安全研究。为此，本研究构建了TE-CUP-SEC数据集。该数据集利用田纳西东曼（TE）工艺模型，并整合了工业网络设备、控制器和通信协议，系统地实现了ISA-95架构中三个选定层的虚拟-物理融合建模，包括物理过程层（第0层）、基本控制层（第1层）以及监控和网络层（第2层）。通过模拟各种代表性威胁场景（如恶意命令注入、物理过程干扰、虚假数据注入和拒绝服务（DoS）攻击），数据集收集了同步的物理测量数据和网络流量数据，从而捕捉了物理层、控制层和网络层的关键特征。实验结果表明，TE-CUP-SEC在复杂的对抗环境下表现出强大的多层特征表示能力和稳健的攻击特征描述能力，为推进石化行业的ICS安全技术提供了重要的数据支持。

利益冲突声明

所有作者均无需要披露的利益冲突。

同行评审

为了保证透明度，与本文相关的同行评审文件可在以下链接查看：https://doi.org/10.1002/cjce.70341。

第三轮评审
编辑决定函	2026/01/20
作者回复附件1	2026/01/19
第二轮评审
编辑决定函	2026/01/17
评审员1的报告	2026/01/17
作者回复附件1	2025/12/17
第一轮评审
编辑决定函	2025/10/28
评审员1的报告	2025/09/19

数据可用性声明

本研究的支持数据可应合理请求向相应作者获取。