本书是一部系统化、前沿化的学术著作，聚焦当前空中交通管理系统在数字化、智能化转型过程中面临的网络安全挑战与应对策略。随着航空运输系统持续深化电子使能飞机CNS/ATM一体化智慧机场和智能化空管网络等建设，系统功能日益依赖信息通信技术与智能算法，安全风险的类型与复杂度显著增加。本书旨在通过系统分析空管网络的威胁模型、攻击影响、漏洞利用以及异常数据检测方法，为读者构建一个从理论方法到技术实现的完整知识体系。
本书不仅概述了空管系统网络安全的技术现状与核心挑战，还结合威胁建模、攻击影响实验、漏洞分析和汽学习检测等多种方法，形成了从理论到实践的全链条研究体系。本书的理论框架和技术方法对下一代空管系统的安全设计与运维具有一定的启示价值。
本书适合航空航天、网络安全、信息物理系统等交叉领域的科研人员、工程技术人员，以及关注智能交通与关键基础设施保护的管理者参考使用。
目录
第 1 章 空中交通管理系统网络安全概述
1.1 引言
1.2 空中交通管理网络概述
1.2.1 空中交通管理网络
1.2.2 空中交通管理网络信息流
1.2.3 安全规范标准
1.3 电子使能飞机网络安全
1.3.1 资产梳理
1.3.2 信息流图
1.3.3 威胁分析
1.3.4 防御机制
1.4 CNS-ATM
1.4.1 资产梳理
1.4.2 信息流图
1.4.3 威胁分析
1.4.4 防御机制
1.5 智慧机场网络安全
1.5.1 资产梳理
1.5.2 信息流图
1.5.3 威胁分析
1.5.4 防御机制
1.6 空管智能计算网络安全
1.6.1 智能化空管典型应用
1.6.2 攻击样式
1.6.3 防御机制
1.7 本章小结
第 2 章 基于知识图谱的空中交通管理系统威胁建模
2.1 引言
2.2 空管系统网络威胁知识图谱实体识别
2.2.1 实体识别方法
2.2.2 TCFLTransformer 模型
2.2.3 空管系统网络威胁数据预处理
2.2.4 模型训练与优化
2.2.5 实验与结果分析
2.3 空管系统网络威胁知识图谱
2.3.1 设计理念
2.3.2 空管系统网络威胁知识模型
2.3.3 基于 Neo4j 知识存储的知识图谱系统
2.4 本章小结
第 3 章 基于 ATT&CK 的空中交通管理系统威胁建模
3.1 引言
3.2 飞机 ATT&CK 威胁模型
3.2.1 飞机网络安全事件
3.2.2 飞机 ATT&CK 威胁模型
3.3 机场 ATT&CK 威胁模型
3.3.1 机场网络安全事件
3.3.2 机场 ATT&CK 威胁模型
3.4 CNS/ATM ATT&CK 威胁模型
3.4.1 CNS/ATM 网络安全事件
3.4.2 CNS/ATM ATT&CK 威胁模型
3.5 本章小结
第 4 章 基于 STRIDE 的空中交通管理系统威胁建模
4.1 引言
4.2 STRIDE 绘制数据流图
4.3 威胁建模与分析
4.3.1 欺骗
4.3.2 篡改
4.3.3 否认
4.3.4 信息泄漏
4.3.5 拒绝服务
4.3.6 提权
4.4 本章小结
第 5 章 空中交通管理系统网络结构攻击影响分析
5.1 引言
5.2 基于相依网络理论的空管网络级联故障模型
5.3 级联故障模型的故障传播与实例
5.4 仿真实验与分析
5.4.1 实验说明
5.4.2 管制节点的管制能力对级联故障模型的影响
5.4.3 管制节点的数量对级联故障模型的影响
5.4.4 目标攻击对级联故障模型的影响
5.4.5 不同模型的结果对比
5.5 本章小结
第 6 章 空中交通管理系统交通流量攻击影响分析
6.1 引言
6.2 模型构建
6.2.1 空中交通流量模型
6.2.2 空中交通管制系统威胁建模
6.3 仿真实验与分析
6.4 系统脆弱性评估与分析
6.4.1 系统脆弱性评估
6.4.2 攻击缓解分析
6.5 本章小结
第 7 章 空中交通管理系统航班延误攻击影响分析
7.1 引言
7.2 问题描述
7.2.1 空中延误
7.2.2 地面延误
7.3 模型构建
7.3.1 空中延误建模
7.3.2 地面延误建模
7.4 案例研究
7.4.1 输入
7.4.2 正常运行 ATC 系统的延误表现
7.4.3 重要航路点及扇区分析
7.4.4 航路网络在不同攻击策略下的结构特性变化
7.4.5 机场受攻击时的系统表现
7.4.6 扇区受攻击下的系统表现
7.4.7 不同攻击方式下延误现象在系统中的传播
7.5 本章小结
第 8 章 CPS 漏洞分析框架
8.1 引言
8.2 CPS 系统模型
8.3 CPS 攻击模型
8.3.1 CPS 攻击能力模型
8.3.2 CPS 攻击目标的形式化描述
8.4 CPS 漏洞分析框架
8.4.1 CPS 控制器的特征
8.4.2 CPS 漏洞的类型
8.5 本章小结
第 9 章 基于程序覆盖率的空管信息物理系统 ADS-B 漏洞分析
9.1 引言
9.2 针对 TCAS 机载防相撞系统的欺骗攻击
9.2.1 机载防相撞典型样例
9.2.2 程序覆盖率引导的漏洞分析算法
9.3 漏洞分析验证
9.4 本章小结
第 10 章 基于中间人攻击的空管监视地面网络漏洞分析
10.1 引言
10.2 面向 ADS-B 的中间人攻击技术分析
10.2.1 中间人攻击技术概述
10.2.2 基于对抗样本信号构造的编码攻击
10.3 漏洞分析验证
10.4 本章小结
第 11 章 基于对抗样本的飞行轨迹预测算法漏洞分析
11.1 引言
11.2 基于 DNN 的飞行轨迹预测模型
11.3 基于对抗样本的飞行轨迹预测算法漏洞分析
11.3.1 面向飞行轨迹预测系统的对抗攻击概述
11.3.2 基于对抗样本的飞行轨迹预测系统漏洞研究
11.4 智能算法漏洞分析验证
11.5 本章小结
第 12 章 基于后门攻击的空中交通视觉防碰撞系统漏洞分析
12.1 引言
12.2 基于 Faster R-CNN 的空中交通视觉防碰撞系统
12.3 基于后门攻击的空中交通视觉防碰撞系统漏洞分析
12.3.1 面向空中交通视觉防碰撞的后门攻击概述
12.3.2 基于后门攻击的空中交通视觉防碰撞系统漏洞研究
12.4 智能算法漏洞验证
12.5 本章小结
第 13 章 基于数据投毒的机场视觉着陆系统漏洞分析
13.1 引言
13.2 基于 YOLOv3 的机场视觉着陆系统
13.3 基于数据投毒的机场视觉着陆系统漏洞分析
13.3.1 面向机场视觉着陆系统的投毒攻击概述
13.3.2 基于混合投毒攻击的机场视觉着陆系统漏洞研究
13.4 智能算法漏洞验证
13.5 本章小结
第 14 章 基于对抗样本的空管 ADS-B 异常数据检测系统漏洞分析
14.1 引言
14.2 基于 GAT-VAE-GRU 的 ADS-B 异常检测系统
14.3 基于对抗样本的空管 ADS-B 数据异常检测模型漏洞分析
14.3.1 面向空管 ADS-B 异常数据检测系统的对抗样本攻击概述
14.3.2 基于对抗样本的 ADS-B 异常数据监测系统攻击研究
14.4 智能算法漏洞验证
14.5 本章小结
第 15 章 基于数据投毒的空管 ADS-B 数据异常检测漏洞分析
15.1 引言
15.2 基于 TCN-Transformer-SVDD 的 ADS-B 异常数据检测系统
15.3 基于数据投毒的空管 ADS-B 数据异常检测漏洞分析
15.3.1 面向空管 ADS-B 异常数据检测系统的数据投毒攻击概述
15.3.2 基于数据投毒的空管 ADS-B 异常数据检测系统攻击研究
15.4 智能算法漏洞验证
15.5 本章小结
第 16 章 空管攻击数据重构
16.1 引言
16.2 空管 ADS-B 数据的特点
16.3 数据攻击重构
16.3.1 消息篡改攻击
16.3.2 消息注入攻击
16.3.3 重放攻击
16.3.4 DOS 攻击
16.4 本章小结
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