Power IT is very important infrastructure in the country. In general, Power IT is disclosed to cyber attacks. To enhance cyber security in Power IT area, first of all, vulnerability in the area should be defined. In this paper, we consider the cyber security vulnerability in Power IT and introduce the vulnerability. Also, we suggest the research areas for enhancing cyber security in Power IT.
The introduction of smart grid, which is an innovative application of digital processing and communications to the power grid, might lead to more and more cyber threats originated from IT systems. In other words, The Energy Management System (EMS) and other communication networks interact with the power system on a real time basis, so it is important to understand the interaction between two layers to protect the power system from potential cyber threats. This paper aims to identify and clarify the cyber security risks and their interaction with the power system in Smart Grid. In this study, the optimal power flow (OPF) and Power Flow Tracing are used to assess the interaction between the EMS and the power system. Through OPF and Power Flow Tracing based analysis, the physical and economic impacts from potential cyber threats are assessed, and thereby the quantitative risks are measured in a monetary unit.
Electrical Power System is very important infrastructure in the country. The functions of control, monitoring and so on in the electrical power system are implemented by information technologies(IT) through cyber space. Recently, many activities for enhancing cyber security in the world. In this paper, we introduce the study tendency of cyber security in power IT areas.
With the application of digital technology to safety-critical infrastructures, cyber-attacks have emerged as one of the new dangerous threats. In safety-critical infrastructures such as a nuclear power plant (NPP), a cyber-attack could have serious consequences by initiating dangerous events or rendering important safety systems unavailable. Since a cyber-attack is conducted intentionally, numerous possible cases should be considered for developing a cyber security system, such as the attack paths, methods, and potential target systems. Therefore, prior to developing a risk-informed cyber security strategy, the importance of cyber-attacks and significant critical digital assets (CDAs) should be analyzed. In this work, an importance analysis method for cyber-attacks on an NPP was proposed using the probabilistic safety assessment (PSA) method. To develop an importance analysis framework for cyber-attacks, possible cyber-attacks were identified with failure modes, and a PSA model for cyber-attacks was developed. For case studies, the quantitative evaluations of cyber-attack scenarios were performed using the proposed method. By using quantitative importance of cyber-attacks and identifying significant CDAs that must be defended against cyber-attacks, it is possible to develop an efficient and reliable defense strategy against cyber-attacks on NPPs.
Kim, Seungmin;Heo, Gyunyoung;Zio, Enrico;Shin, Jinsoo;Song, Jae-gu
Nuclear Engineering and Technology
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제52권5호
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pp.995-1001
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2020
With the development of digital instrumentation and control (I&C) devices, cyber security at nuclear power plants (NPPs) has become a hot issue. The Stuxnet, which destroyed Iran's uranium enrichment facility in 2010, suggests that NPPs could even lead to an accident involving the release of radioactive materials cyber-attacks. However, cyber security research on industrial control systems (ICSs) and supervisory control and data acquisition (SCADA) systems is relatively inadequate compared to information technology (IT) and further it is difficult to study cyber-attack taxonomy for NPPs considering the characteristics of ICSs. The advanced research of cyber-attack taxonomy does not reflect the architectural and inherent characteristics of NPPs and lacks a systematic countermeasure strategy. Therefore, it is necessary to more systematically check the consistency of operators and regulators related to cyber security, as in regulatory guide 5.71 (RG.5.71) and regulatory standard 015 (RS.015). For this reason, this paper attempts to suggest a template for cyber-attack taxonomy based on the characteristics of NPPs and exemplifies a specific cyber-attack case in the template. In addition, this paper proposes a systematic countermeasure strategy by matching the countermeasure with critical digital assets (CDAs). The cyber-attack cases investigated using the proposed cyber-attack taxonomy can be used as data for evaluation and validation of cyber security conformance for digital devices to be applied, and as effective prevention and mitigation for cyber-attacks of NPPs.
The emergence of the Smart Grid is an integrated solution for the next generation power system that combines IT technology in the power system to create optimal energy utilization and various services. However, these convergence technologies (power systems and information communications) are not only improving the related technologies but also producing various problems especially exposure to cyber risk. In particular, the intelligent power grid has security vulnerabilities through real-time information sharing among various organically linked systems, and it is more complicated than the cyber risk problem in the existing IT field and is directly connected to national disaster accidents. Therefore, in order to construct and operate a more stable smart grid, this paper analyzes the system of power system control system in Korea, and proposes a cyber security element definition and a countermeasure establishment method of power monitoring & control systems based on security standards of smart grid (No. SPS-SGSF-121-1-1).
21세기 정보통신기술의 발달은 주요기반시설의 제어시스템에 초연결성과 초지능성을 갖게 하여 운용 효율성을 높였으나, 보안 취약점을 증가시켜 해킹 위협에 노출되고 있다. 그중에서도 일상생활에 필수적으로 사용하는 전력을 공급하는 전력시스템은 국가 중요기반체계로서 사이버공격의 주요 표적이 되고 있다. 최근에는 전력시스템을 보호하기 위해서 다양한 보안체계를 개발하고 실전형 사이버공방훈련을 통해서 전력시스템의 안정성을 유지하고자 한다. 하지만, 사이버공격이 인공지능과 빅데이터 등의 첨단 ICT 기술과 접목되면서 기존의 보안체계로 지능화되고 있는 사이버공격을 방어하기가 쉽지 않게 되었다. 이러한 지능화되는 사이버공격을 방어하기 위해서는 지능형 사이버공격의 유형과 양상을 사전에 파악하고 있어야 한다. 본 연구에서는 첨단 ICT 기술과 접목된 사이버공격의 진화에 대해서 분석하였다.
Obsolescent control systems for power systems are evolving into intelligent systems and connecting with smart devices to give intelligence to the power systems. As networks of the control system are growing, vulnerability is also increasing. The communication network of distribution areas in the power system connects closely to vulnerable environments. Many cyber-attacks have been founded in the power system, and they could be more critical as the power system becomes more intelligent. From these environment, new communication network architecture and mitigation method against cyber-attacks are needed. Availability and Fault Tree analysis used to show that the proposed system enhances performance of current control systems.
The applications of computers and communication system and network technologies in nuclear power plants have expanded recently. This application of digital technologies to the instrumentation and control systems of nuclear power plants brings with it the cyber security concerns similar to other critical infrastructures. Cyber security risk assessments for digital instrumentation and control systems have become more crucial in the development of new systems and in the operation of existing systems. Although the instrumentation and control systems of nuclear power plants are similar to industrial control systems, the former have specifications that differ from the latter in terms of architecture and function, in order to satisfy nuclear safety requirements, which need different methods for the application of cyber security risk assessment. In this paper, the characteristics of nuclear power plant instrumentation and control systems are described, and the considerations needed when conducting cyber security risk assessments in accordance with the lifecycle process of instrumentation and control systems are discussed. For cyber security risk assessments of instrumentation and control systems, the activities and considerations necessary for assessments during the system design phase or component design and equipment supply phase are presented in the following 6 steps: 1) System Identification and Cyber Security Modeling, 2) Asset and Impact Analysis, 3) Threat Analysis, 4) Vulnerability Analysis, 5) Security Control Design, and 6) Penetration test. The results from an application of the method to a digital reactor protection system are described.
기술의 진화와 함께, 사이버 물리 시스템(Cyber Physical System)은 향상되고 있고 이에 따라 새로운 유형의 사이버 공격도 발견되고 있다. 사이버 공격에는 여러 가지 형태가 있으며 모든 사이버 공격은 대상 시스템을 조작하기 위해 이루어진다. 사이버 물리시스템 중 대표적인 시스템이 사이버 물리 전력 시스템, 즉 스마트 그리드이다. 스마트 그리드는 신뢰할 수 있고 안전하며 효율적인 에너지 전송 및 분배를 제공하는 새로운 유형의 전력망이다. 본 논문에서는 스마트 그리드의 상태 추정과 에너지 분배를 타깃으로 하는 허위 데이터 주입 공격(False Data Injection Attack)으로 잘 알려진 특정 유형의 사이버 공격 구성 방법과 이러한 공격의 방어를 위한 보호 전략과 탐지를 위한 동적 모니터링 기법을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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