Защита интеллектуальной электросети: всесторонняя компиляция систем обнаружения и предотвращения вторжений

Парадигма интеллектуальной сети (smart grid, SG) — это следующий технологический шаг по сравнению с традиционной электрической сетью; она способствует защите физической среды и предоставляет множество преимуществ, таких как повышенная надежность, лучшее качество обслуживания и эффективное использование существующей инфраструктуры и возобновляемых источников энергии. Однако, несмотря на эти положительные экологические, экономические и социальные изменения, такая система формирует существенные проблемы безопасности и конфиденциальности, поскольку включает сочетание гетерогенных, сосуществующих «умных» и устаревших технологий. В связи с быстрым развитием киберфизических систем (CPS) и академия, и промышленность разработали меры по укреплению поверхности атаки SG, например путем интеграции эффективных, легковесных механизмов шифрования и авторизации. Тем не менее эти механизмы не всегда способны предотвратить различные угрозы безопасности, такие как атаки типа отказ в обслуживании (DoS), направленные на доступность базовых систем. Эффективным контрмерой против ряда кибератак являются системы обнаружения и предотвращения вторжений (IDPS). В данной статье мы анализируем вклад IDPS в парадигму SG на основе изучения 37 случаев. Более подробно, эти системы рассматриваются как вторичный механизм защиты, усиливающий криптографические процессы посредством своевременного обнаружения и/или предотвращения потенциальных нарушений безопасности. Например, если кибератака обходит основные механизмы шифрования и авторизации, IDPS может выступать в роли вторичного уровня защиты, уведомляя оператора системы о наличии конкретной атаки или включая соответствующие превентивные меры. Изученные нами случаи сфокусированы на инфраструктуре продвинутых счетчиков (advanced metering infrastructure, AMI), системах диспетчерского управления и сбора данных (supervisory control and data acquisition, SCADA), подстанциях и синхрофазорах. На основе сравнительного анализа мы выявляем ограничения и недостатки современных IDPS и даем рекомендации для будущих исследований.