基于时间步长的 DoS、DoD 和 FDI 攻击的 IEEE 14 总线系统赛博物理仿真
密码学与安全
2026-03-03 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
可靠的电网运行依赖于准确且及时的遥测数据，使得现代电力系统暴露于通信层网络攻击。本文采用基于 MATPOWER 的 MATLAB 仿真框架，对 DoS（服务拒绝）、DoD（数据拒收）和 FDI（虚假数据注入）攻击对 IEEE 14 总线系统的影响进行评估。该框架模拟 24 小时运行周期，包含正弦负荷变化，引入攻击特定的负荷和电压数据操纵，并执行带副电压限制的完整交流悬浮电力流程求解（PV/PQ 切换）。在每个时间步，系统记录真实电压、测量电压、发电机 P/Q 输出、系统损耗以及电压限制违规情况，以捕获瞬态赛博物理效应。结果表明，DoD 导致最大的物理扭曲和无功功率应力，DoS 掩盖自然波动并降低 situational awareness，FDI 在真实电压与感知电压之间造成显著差异。该研究提供了一个紧凑、可复现的基准，用于分析由赛博引起的不稳定性并为未来防御策略提供信息。
引用
@article{arxiv.2603.00528,
title = {Time Stepped Cyber Physical Simulation of DoS, DoD, and FDI Attacks on the IEEE 14 Bus System},
author = {Manuella Christelle Tossa and Fernando Madrigal and Ryan Blosser and Asma Jodeiri Akbarfam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.00528},
year = {2026}
}
备注
Its been accepted to IEEE Southeastcon 2026