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隐蔽攻击对智能电网性能的影响:权衡与启示

最优化与控制 2016-11-18 v2 密码学与安全 网络与互联网体系结构

摘要

智能电网被设想通过利用消费者与运营商之间的双向通信信道来显著提升能耗效率。例如,运营商可以机会性地利用能源需求的延迟容忍性来随时间平衡能源负荷,从而降低总运营成本。然而,这一机会伴随着安全威胁,因为电网变得更易受网络攻击。本文中,我们在一个简化设置下研究此类恶意网络攻击对电网能源效率的影响。更确切地说,我们考虑一个简单模型,其中智能电网消费者的能源需求在到达具备有限入侵检测能力的运营商之前被一个主动攻击者拦截并篡改。我们阐述了运营商与攻击者所面临的优化问题,并提出了双方的若干调度与攻击策略。有趣的是,我们的结果表明,与促进智能电网中的成本降低相反,增加能源需求的延迟容忍性可能允许攻击者迫使系统成本增加。这凸显了在运营商处精心构建且鲁棒的入侵检测机制的必要性。

关键词

引用

@article{arxiv.1502.06004,
  title  = {The Impact of Stealthy Attacks on Smart Grid Performance: Tradeoffs and Implications},
  author = {Yara Abdallah and Zizhan Zheng and Ness B. Shroff and Hesham El Gamal and Tarek M. El-Fouly},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1502.06004},
  year   = {2016}
}

备注

Technical report - this work was accepted to IEEE Transactions on Control of Network Systems, 2016. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1209.1763