Recently, there is a rising interest in smart grid operating system which manages various types of distributed generation, smart meters, and electric vehicles with power grid. Considering the features of smart grid environment, the interoperability should be one of the important factors to build smart grid environment successfully. To secure interoperability, smart grid operating system should conform to some standards in terms of the data representation and communication. CIM and OPC-UA are the international standards widely used in smart grid domain for enabling interoperability. They provide common information model and the unified architecture for communicating between each systems or applications. In this paper, we illustrate a smart grid operating system that we have developed to secure interoperability between not only applications but also numerous legacy systems(applications) by implementing CIM based information model and OPC-UA based communication interface services.
최근 스마트 그리드 관련 기술의 발전으로 사용자는 다양한 환경에서 보다 안전하고 신뢰성 있는 전력 서비스를 제공 받을 수 있다. 그러나 이러한 서비스들은 인터넷을 통하여 제공되므로 공격자의 데이터 주입, 변경, 삭제 및 추출 등 다양한 잠재적인 공격에 취약하다. 따라서 올바른 사용자에게만 서비스를 제공하기 위한 사용자 인증하고 키를 합의 하는 것은 반드시 이루어져야 하는 보안 필수요소 이다. 본 논문에서는 Zhang 등이 제안한 인증 및 키 합의 방식이 안전성을 tamper-resistant 디바이스에 의존하는 문제가 있으며 스마트 미터 도난 및 위장 공격, 세션 키 노출 공격 등 다양한 공격에 취약함을 밝히고 이를 개선한 스마트 그리드 환경에서 변조 방지 디바이스를 사용하지 않으며 안전한 사용자 인증 및 키 합의 방식을 제안한다. 또한 제안된 인증 방식의 안전성 및 성능을 분석하고 BAN(Abadi-Burrow-Needham) logic 분석을 통하여 제안한 방식이 안전한 상호 인증을 제공함을 입증하였다. 따라서 제안된 방식은 효율적이고 안전하며 실제 스마트 그리드 환경에서 효율적으로 적용 가능한 인증 방식이다.
Smart grid is called it as a system of systems. There are diverse types of systems in smart grid environment. Therefore, one of key factors to achieve smart grid successfully is interoperability among diverse systems. To secure interoperability, smart grid operating system should be developed complied with standards in terms of the data representation and communication. Common Information Model (CIM) and OLE Process for Control - Unified Architecture (OPC-UA) are the representative international standards in smart grid domain. Each standard defines data representation and communication by providing common information model and the unified architecture. In this paper, we explain a smart grid platform that we have developed to comply with CIM and OPC-UA standards for secure interoperability among numerous legacy systems.
Smart grid is the next generation intelligent power grid that combines the existing electric power infrastructure and information infrastructure. It can optimize the energy efficiency in both directions, suppliers and power consumers to exchange information in real time. In smart grid environments, with existing network security threats due to the smart grid characteristics, there are additional security threats. In this paper, we propose a security mechanism that provides mutual authentication and key agreement between a remote user and the device. The proposed mechanism has some advantages that provides secure mutual authentication and key agreement and secure against a replay attack and impersonation attacks.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권4호
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pp.1553-1571
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2018
Currently, many of schemes for smart grid data aggregation are based on a one-level gateway (GW) topology. Since the data aggregation granularity in this topology is too single, the control center (CC) is unable to obtain more fine-grained data aggregation results for better monitoring smart grid. To improve this issue, Shen et al. propose an efficient privacy-preserving cube-data aggregation scheme in which the system model consists of two-level GW. However, a risk exists in their scheme that attacker could forge the signature by using leaked signing keys. In this paper, we propose a secure and fine-grained electricity consumption aggregation scheme for smart grid, which employs the homomorphic encryption to implement privacy-preserving aggregation of users' electricity consumption in the two-level GW smart grid. In our scheme, CC can achieve a flexible electricity regulation by obtaining data aggregation results of various granularities. In addition, our scheme uses the forward-secure signature with backward-secure detection (FSBD) technique to ensure the forward-backward secrecy of the signing keys. Security analysis and experimental results demonstrate that the proposed scheme can achieve forward-backward security of user's electricity consumption signature. Compared with related schemes, our scheme is more secure and efficient.
지구환경 개선을 위한 저탄소 배출 및 그린에너지에 관심이 높아지고 있으며, 이를 이루기 위한 기존의 전력망에 IT기술을 결합하여 보다 효율적이고 친환경적인 지능형 전력망을 이루는 스마트 그리드 사업이 전 세계적으로 활발히 전개되고 있다. 스마트 그리드는 양방향 디지털 기술을 사용하여 공급 업체와 소비자 사이에 전기를 제공하며, 소비자 집에 있는 지능형 가전이나, 에너지 절약 비용을 절감하고 안정성, 효율성 및 투명성을 높이기 위해 필요하며, 앞으로 지속적으로 발전될 것을 예상한다. 하지만, 스마트 그리드를 구축하기 위해서 반드시 선행되어야 하는 사항인 보안 모델을 구축하여 지능형 전력망을 안전하고 효율적으로 사용되도록 구축하는 방안을 제시하는 연구이다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제22권12호
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pp.29-36
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2022
Smart grid (SG) software platforms and communication networks that run and manage the entire grid are increasingly concerned about cyber security. Characteristics of the smart grid networks, including heterogeneity, time restrictions, bandwidth, scalability, and other factors make it difficult to secure. The age-old strategy of "building bigger walls" is no longer sufficient given the rise in the quantity and size of cyberattacks as well as the sophisticated methods threat actor uses to hide their actions. Cyber security experts utilize technologies and procedures to defend IT systems and data from intruders. The primary objective of every organization's cybersecurity team is to safeguard data and information technology (IT) infrastructure. Consequently, further research is required to create guidelines and methods that are compatible with smart grid security. In this study, we have discussed objectives of of smart grid security, challenges of smart grid security, defensive cybersecurity techniques, offensive cybersecurity techniques and open research challenges of cybersecurity.
With the growth of Smart Grid technologies, security and privacy will become the most important issues and more attention should be paid. There are some existing solutions about anonymization of smart meters, however, they still have some potential threats. In this paper, we describe an enhanced method to protect the privacy of consumer data. When metering data are required by a utility or the electrical energy distribution center for operational reasons, data are delivered not with the real IDs but with temporary IDs. In addition, these temporary IDs are changed randomly to prevent the attackers from analyzing the energy usage patterns. We also describe secure data transmission method for securing data delivered. In this way, we can enhance the privacy of Smart Grid System with low overhead.
In this paper, we introduce a smart city-cyber-security-grid-matrix methodology, as a result of research on overall cyber security of smart cities. The identified cyber security risks that threaten smart cities and smart-city-cyber-security-threat list are presented. The smart-city-cyber-security-requirements necessary to secure the smart city cyber security with the developed smart city-cyber-security-grid-matrix are given in this paper. We show how the developed smart city-cyber-security-grid-matrix methodology can be applied to real world. For it, we interlocked the developed smart city-cyber-security-grid-matrix methodology with the cyber-security-framework of the National Institute of Standards and Technology, and developed a framework-based smart city-cyber-security-grid-matrix. Using it, it is easy and comfortable to check the level of cyber security of the target smart ciy at a glace, and the construction and operation of the smart city security system is systematized.
스마트 그리드 기술은 소비자의 에너지 사용을 실시간으로 감시하고 비사용 기간 동안 차단 요구에 응답할 가정용 기기와 통신함으로써, 에너지 효율을 가정으로까지 확대해 준다. 그러나, 스마트 그리드에서 수집된 정보는 개인 정보의 라이브러리 형태가 될 것이므로 이것을 잘못 다루게 되면 소비자의 개인정보를 크게 해칠 수 있다. 소비자 중심의 투명성과 통제의 원칙이 처음부터 끝까지 필수 설계 원칙으로 취급되지 않는다면 중대한 우려가 있을 것이다. 본 논문에서는 All-Or-Nothing Transform(AONT) 암호화 모드의 특성을 이용하여 스마트 그리드 환경에서의 안전한 소비자 정보보호를 제공하기 위한 효율적인 데이터 분산 보안 관리방안을 제안한다. 본 논문에서 제안된 알고리즘은 처리속도 측면에서 데이터의 고속 분산 및 복원이 가능하며, 각 비밀조각 사이즈의 총합이 평문과 동일하여 스마트 그리드 시스템의 개인 데이터 처리에 적합하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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