用于电力系统中同步相量网络安全评估的可扩展信息物理测试床
密码学与安全
2022-07-27 v1 最优化与控制
摘要
本文提出了一个用于电力系统的实时信息物理（CPS）测试床，包含针对同步相量-相量测量单元（PMU）的不同真实攻击场景。该测试床侧重于实时网络安全仿真，其组件包括数字实时仿真器、虚拟机（VM）、通信网络仿真器和数据包操控工具。基于脚本的虚拟机部署和软件定义网络仿真实现了高度可扩展的信息物理测试床，能够仿真真实电力系统在地址解析协议（ARP）中毒攻击、中间人（MITM）攻击、虚假数据注入攻击（FDIA）和窃听攻击等不同攻击场景下的表现。已实现对常用同步相量（IEEE C37.118.2，名为 pySynphasor）的安全漏洞分析。本文还提出了一个利用 pySynphasor 模块向真实系统注入虚假数据的交互式框架。该框架能够解析并重构 C37.118.2 数据包，从而拓展了基于 PMU 的系统的详细测试与开发及其安全性研究的潜力，惠及电力工业与学术界。作为测试床能力的示例，给出了针对线性状态估计的 FDIA 攻击及不良数据检测过程的案例。
引用
@article{arxiv.2207.12610,
title = {Scalable Cyber-Physical Testbed for Cybersecurity Evaluation of Synchrophasors in Power Systems},
author = {Shuvangkar Chandra Das and Tuyen Vu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12610},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 14 figures