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物联网智能电网中机器学习方法的脆弱性:综述

密码学与安全 2023-12-29 v3 系统与控制 系统与控制

摘要

机器学习(ML)在基于物联网(IoT)的智能电网中的使用日益普遍。然而,ML 的可信度是一个必须解决以顺应基于 ML 的智能电网应用(MLsgAPPs)趋势的严重问题。注入电力信号的对抗性扰动将极大影响系统的正常控制与运行。因此,在安全关键电力系统背景下,对应用的 MLsgAPPs 进行脆弱性评估势在必行。本文中,我们全面综述了面向 MLsgAPPs 设计攻击与防御方法的最新进展。不同于关于 ML 安全的传统综述,这是首篇关注电力系统特性、关于 MLsgAPPs 安全的综述工作。我们首先强调构建针对 MLsgAPPs 对抗攻击的具体要点。然后,从电力系统与 ML 模型两方面分析 MLsgAPP 的脆弱性。随后,全面调研并比较现有关于发电、输电、配电与用电场景中 MLsgAPPs 对抗攻击的研究,并根据其所防御的攻击综述对策。最后,分别从攻击者与防御者侧讨论未来研究方向。我们还分析了基于大语言模型(如 ChatGPT)的电力系统应用的潜在脆弱性。总体而言,我们鼓励更多研究者投身于探究 MLsgAPPs 的对抗性问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.15736,
  title  = {Vulnerability of Machine Learning Approaches Applied in IoT-based Smart Grid: A Review},
  author = {Zhenyong Zhang and Mengxiang Liu and Mingyang Sun and Ruilong Deng and Peng Cheng and Dusit Niyato and Mo-Yuen Chow and Jiming Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.15736},
  year   = {2023}
}