ReThink：揭示电磁干扰对功率逆变器的威胁

随着可再生能源（RES）的蓬勃发展，功率逆变器的数量激增。功率逆变器是将可再生能源产生的直流电（DC）转换为电网交流电（AC）的关键电子设备，其安全性关系到可再生能源乃至电网的稳定运行。本文从内部传感器的角度分析光伏（PV）逆变器的安全性，因为这些传感器是安全功率转换的基础。我们发现，尽管采取了电磁兼容（EMC）对策，嵌入式电流传感器和电压传感器仍易受 1 GHz 及以上电磁干扰（EMI）的影响。这些漏洞可能导致测量错误并欺骗控制算法。我们设计了 ReThink，通过发射精心构造的 EMI，可在光伏逆变器上产生三种后果：拒绝服务（DoS）、物理损坏逆变器或降低功率输出。我们在 5 台商用光伏逆变器上，甚至在真实微电网中，通过在 100-150 厘米的距离内发射总功率低于 20W 的 EMI 信号，成功验证了这些后果。我们的工作旨在提高对可再生能源电力电子设备安全性的认识，因为它们代表了未来以可再生能源为主导的电网中新兴的网络物理攻击面。最后，我们提供了硬件和软件方面的对策以应对这些威胁。