• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권1호
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• pp.19-28
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• 2017

False data injection attacks have recently been introduced as one of important issues related to cyber-attacks on electric power grids. These attacks aim to compromise the readings of multiple power meters in order to mislead the operation and control centers. Recent studies have shown that if a malicious attacker has complete knowledge of the power grid topology and branch admittances, s/he can adjust the false data injection attack such that the attack remains undetected and successfully passes the bad data detection tests that are used in power system state estimation. In this paper, we investigate that a practical false data injection attack is essentially a cyber-attack with uncertain information due to the attackers lack of knowledge with respect to the power grid parameters because the attacker has limited physical access to electric facilities and limited resources to compromise meters. We mathematically formulated a method of identifying the most vulnerable locations to false data injection attack. Furthermore, we suggest minimum topology changes or phasor measurement units (PMUs) installation in the given power grids for mitigating such attacks and indicate a new security metrics that can compare different power grid topologies. The proposed metrics for performance is verified in standard IEEE 30-bus system. We show that the robustness of grids can be improved dramatically with minimum topology changes and low cost.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.159-162
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• 2008

Generally, sensor nodes can be easily compromised and seized by an adversary because sensor nodes are hostile environments after dissemination. An adversary may be various security attacks into the networks using compromised node. False data injection attack using compromised node, it may not only cause false alarms, but also the depletion of the severe amount of energy waste. Dynamic en-route scheme for Filtering False Data Injection (DEF) can detect and drop such forged report during the forwarding process. In this scheme, each forwarding nodes verify reports using a regular probability. In this paper, we propose verification probability adjustment scheme of forwarding nodes though a fuzzy rule-base system for the Dynamic en-route filtering scheme for Filtering False Data Injection in sensor networks. Verification probability determination of forwarding nodes use false traffic rate and distance form source to base station.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.389-395
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• 2022

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.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권9호
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• pp.4183-4204
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• 2018

The existing en-route filtering schemes only consider some simple false data injection attacks, which results in lower safety performance. In this paper, we propose an efficient geographical information-based en-route filtering scheme (EGEFS), in which each forwarding node verifies not only the message authentication codes (MACs), but also the report identifier and the legitimacy and authenticity of locations carried in a data report. Thus, EGEFS can defend against not only the simple false data injection attacks and the replay attack, but also the collusion attack with forged locations proposed in this paper. In addition, we propose a new method for electing the center-of-stimulus (CoS) node, which can ensure that only one detecting node will be elected as the CoS node to generate one data report for an event. The simulation results show that, compared to the existing en-route filtering schemes, EGEFS has higher safety performance, because it can resist more types of false data injection attacks, and it also has higher filtering efficiency and lower energy expenditure.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.141-145
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• 2008

Wireless sensor network (WSN) is expected to be used in many applications. However, sensor nodes still have some secure problems to use them in the real applications. They are typically deployed on open, wide, and unattended environments. An adversary using these features can easily compromise the deployed sensor nodes and use compromised sensor nodes to inject fabricated data to the sensor network (false data injection attack). The injected fabricated data drains much energy of them and causes a false alarm. To detect and drop the injected fabricated data, a filtering-based security method and adaptive methods are proposed. The number of different partitions is important to make event report since they can make a correctness event report if the representative node does not receive message authentication codes made by the different partition keys. The proposed methods cannot guarantee the detection power since they do not consider the filtering scheme. We proposed clustering method for filtering-based secure methods. Our proposed method uses fuzzy system to enhance the detection power of a cluster.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.83-90
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• 2009

무선 센서 네트워크는 개방된 환경에 배치된 이후에 방치되므로 공격자는 센서 노드를 물리적으로 포획할 수 있다. 공격자는 포획한 노드의 정보를 사용하여 실재하지 않는 사건을 보고하는 위조 데이터 주입 공격을 수행할 수 있다. 위조 데이터는 허위 경보와 전달 노드들의 제한된 에너지 자원을 고갈시킬 수 있다. 위조 데이터를 전달 과정 중 탐지하여 폐기하기 위한 다양한 보안 기법들이 제안되고 있다. 그러나 이들은 추가적인 작업을 수반하는 예방 기반의 기법들로, 공격이 발생하지 않은 경우에는 에너지 효율적이지 않을 수 있다. 본 논문에서는 추가 비용 없이 위조 데이터 주입 공격을 탐지할 수 있는 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 위조 데이터 주입 공격의 서명을 도출하고 이를 기반으로 탐지 기법을 설계한다. 제안 기법은 각 이벤트별로 보고한 노드들의 수, 보고서들의 정확도, 보고 노드 수의 변화량을 기반으로 공격을 탐지한다. 시뮬레이션을 통해 제안 기법이 대부분의 공격을 탐지할 수 있음을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권6호
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• pp.2168-2187
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• 2021

The smart grid replaces the traditional power structure with information inventiveness that contributes to a new physical structure. In such a field, malicious information injection can potentially lead to extreme results. Incorrect, FDI attacks will never be identified by typical residual techniques for false data identification. Most of the work on the detection of FDI attacks is based on the linearized power system model DC and does not detect attacks from the AC model. Also, the overwhelming majority of current FDIA recognition approaches focus on FDIA, whilst significant injection location data cannot be achieved. Building on the continuous developments in deep learning, we propose a Deep Learning based Locational Detection technique to continuously recognize the specific areas of FDIA. In the development area solver gap happiness is a False Data Detector (FDD) that incorporates a Convolutional Neural Network (CNN). The FDD is established enough to catch the fake information. As a multi-label classifier, the following CNN is utilized to evaluate the irregularity and cooccurrence dependency of power flow calculations due to the possible attacks. There are no earlier statistical assumptions in the architecture proposed, as they are "model-free." It is also "cost-accommodating" since it does not alter the current FDD framework and it is only several microseconds on a household computer during the identification procedure. We have shown that ANN-MLP, SVM-RBF, and CNN can conduct locational detection under different noise and attack circumstances through broad experience in IEEE 14, 30, 57, and 118 bus systems. Moreover, the multi-name classification method used successfully improves the precision of the present identification.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.197-200
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• 2008

In most sensor networks, nodes can be easily compromised by adversaries due to hostile environments. Adversaries may use compromised nodes to inject false reports into the sensor networks. Such false report attacks will cause false alarms that can waste real-world response effort, and draining the finite amount of energy resource in the battery-powered network. A dynamic enroute scheme proposed by Yu and Guan can detect and drop such false reports during the forwarding phase. In this scheme, choosing a threshold value is very important, as it trades off between security power and energy consumption. In this paper, we propose a threshold determining method which uses the fuzzy rule-based system. The base station periodically determines a threshold value though the fuzzy rule-based system. The number of cluster nodes, the value of the key dissemination limit, and the remaining energy of nodes are used to determine the threshold value.

• 정보처리학회논문지C
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• 제18C권5호
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• pp.303-316
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• 2011

데이터 병합은 무선 센서 네트워크의 주요 기술이지만 다수의 보안 문제를 유발할 수 있으며, 이들 가운데 하나가 데이터 병합 과정 중의 compromised node에 의한 허위 데이터 삽입이나 메시지 누락이다. 이 문제에 대한 대부분의 기존 해결책은 암호화에 의존하고 있는데, 이들은 많은 연산량과 통신 부하를 필요로 한다. 이와 같은 요구 조건에도 불구하고 기존 방법들은 공격 노드의 탐지가 아닌 공격의 확인 기능만을 가진다. 이러한 제약 사항은 공격이 반복적으로 발생하는 경우, 센서 노드의 에너지 낭비를 유발한다. 비록 기존의 한 연구에서 허위 데이터 삽입점을 식별하는 기능을 제공하고 있지만, 이 방법은 전체 노드 중 최대 50%의 노드만이 데이터 전송에 참여하는 단점을 가진다. 따라서 공격자 확인이 가능할 뿐만 아니라, 동시에 데이터 전송에 참여하는 노드의 수를 증가시킬 수 있는 새로운 접근 방법이 요구된다. 본 논문에서는 허위 데이터 삽입 혹은 메시지 누락을 수행하는 compromised aggregator에 대한 대응을 위해 모니터링 기반 시큐어 데이터 병합 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 크게 병합 트리 작성과 시큐어 데이터 병합으로 구성되는데, 시큐어 데이터 병합에는 모니터링을 기반으로 하는 비정상 데이터 삽입 탐지와 최소한의 암호화 기법이 사용된다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 프로토콜은 데이터 전송에 참여하는 노드의 수를 95% 수준으로 증가시키는 동시에, 허위 데이터 삽입 혹은 메시지 누락을 수행하는 compromised node의 탐지가 가능한 것으로 확인되었다. 한편 제안된 프로토콜에서 compromised node를 추적하는데 요구하는 통신 오버헤드는 전체 노드의 수가 n일 때, O(n)으로 기존 연구보다 우수하거나 유사한 수준을 가진다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.21-29
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• 2011

무선 센서 노드들은 개방된 환경에서 동작하기 때문에 외부의 물리적인 공격에 매우 취약하다. 공격자는 노드들을 훼손시켜서 센서 네트워크에 허위 보고서를 주입시킬 수 있다. 이러한 공격들은 센서 노드들의 에너지를 고갈시킨다. 이에 대응하는 보안 기법으로 Ye등은 중간 노드가 일정한 확률로 보고서를 검증하는 통계적 여과 기법을 제안하였다. 통계적 여과 기법은 모든 중간 노드가 같은 확률로 보고서 검증을 수행한다. 따라서 정상 보고서와 허위 보고서를 검증하는데 같은 에너지가 소모 되므로 정상 보고서를 검증하는데 불필요한 에너지를 소모하게 된다. 본 논문에서는 각 중간 노드가 보고서 검증 시도 확률을 조절하여 센서 노드들의 에너지 소모량을 줄이는 기법을 제안한다. 보고서 검증 시도 확률은 한 노드의 잔여 에너지양, 현재 노드에서 기지 노드까지의 홉 수, 허위 보고서의 비율에 의해 결정된다. 보고서 검증 시도 확률을 조절하여 통계적 여과 기법과 비슷한 보안성을 유지하면서 에너지의 효율성을 높일 수 있다.