本发明属于工业现场检测领域，公开了一种针对工业控制系统重放攻击的物理水印检测方法。分布式的传感器网络进行数据实时采集，数据通过工控系统PLC上传到SCADA系统；在威胁检测功能投运前，进行系统瞬态响应辨识，通过注入激励信号观察量测响应来确定系统动态数据模型；在威胁检测功能投运后，系统依据水印信号加密表，在特定时间点向系统注入特定幅值与特定宽度的水印信号，重放攻击检测模块则通过检测这些特定时间点上的量测响应并与系统模型对照，判断系统是否受到重放攻击。本发明有效的提高了工业控制系统的安全性。