信息物理能源系统安全：威胁建模、风险评估、资源、度量与案例研究
密码学与安全
2021-02-22 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
信息物理系统（CPS）是采用模拟、数字和通信资源与物理环境交互的互联架构。CPS 是企业、工业和关键基础设施的支柱。因此，其至关重要性使其成为旨在破坏其运行的恶意攻击的显著目标。鉴于其任务关键性质，针对信息物理能源系统（CPES）的攻击可能产生灾难性后果。CPES 的安全性可借助测试床能力来增强，以复现电力系统运行、发现漏洞、开发安全对策，并在故障诱发或恶意构造的场景下评估电网运行。在本文中，我们提供了 CPS 安全格局的全面概述，重点强调 CPES。具体而言，我们展示了一种威胁建模方法，以准确表示 CPS 要素、其相互依赖关系以及可能的攻击入口点和系统漏洞。利用威胁模型公式，我们提出了一个 CPS 框架，旨在划定模拟 CPS 并构建高保真模型所需的硬件、软件和建模资源，这些模型可用于在不利场景下评估系统性能。系统性能使用特定场景的度量进行评估，而风险评估则通过考虑对系统运行的影响来实现系统漏洞的优先级排序。针对 CPES 的四个代表性攻击场景阐明了用于在 CPS 中建模、模拟、评估和缓解攻击的总体框架。本文的关键目标是展示一个可逐步执行以开展深度网络安全分析的过程，从而促成更具弹性和安全性的 CPS。
引用
@article{arxiv.2101.10198,
title = {Cyber-Physical Energy Systems Security: Threat Modeling, Risk Assessment, Resources, Metrics, and Case Studies},
author = {Ioannis Zografopoulos and Juan Ospina and XiaoRui Liu and Charalambos Konstantinou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.10198},
year = {2021}
}