智能电网：网络攻击、关键防御方法与数字孪生
密码学与安全
2025-07-08 v2 网络与互联网体系结构
摘要
作为国家关键基础设施，智能电网的网络安全问题已引起广泛关注。向智能化、数字化和联网化发展的智能电网吸引了外部攻击者进行恶意活动。有必要通过改进现有防御方法并将新兴技术引入智能电网环境来增强其网络安全。作为一种新兴技术，数字孪生（DT）被视为增强安全性的赋能技术。然而，实际实施颇具挑战性，这源于智能电网设计者、安全专家和DT开发者之间的知识壁垒。每个单一领域都是一个涵盖各种组件和技术的复杂系统。因此，需要梳理相关内容，以使DT能更好地嵌入智能电网的安全架构设计。为满足这一需求，本文涵盖上述三个领域，即智能电网、网络安全和DT。具体而言，本文：i）介绍智能电网背景；ii）从攻击事件和攻击方法两方面回顾外部网络攻击；iii）介绍工业网络系统中的关键防御方法，包括设备识别、漏洞发现、入侵检测系统（IDSs）、蜜罐、溯源和威胁情报（TI）；iv）回顾DT的相关内容，包括其基本概念、在智能电网中的应用，以及DT如何增强安全性。最后，本文提出基于DT的智能电网未来发展的安全考量。本综述旨在帮助开发者打破智能电网、网络安全和DT之间的知识壁垒，并为未来基于DT的智能电网安全设计提供指导。
引用
@article{arxiv.2205.11783,
title = {Smart Grid: Cyber Attacks, Critical Defense Approaches, and Digital Twin},
author = {Tianming Zheng and Ping Yi and Yue Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.11783},
year = {2025}
}