بسوی تعیین مقدار اثر حملات سایبری در محیط رقابتی بازار برق

چکیده

مقدمه

بحران EMS/SCADA

تشخیص حملات

شکل 1.   نمودار اثر در مقابل دشواری

نمونه های آسیب پذیری ها و حملات

 چهارچوب

شکل 2.   چهارچوب مفهومی

لایه فیزیکی

لایه بازار کالا

لایه مخابرات و کنترل

 لایه سرمایه گذاری امنیت سایبری

جدول 1 :  انواع سرمایه گذاری ها

تحقیقات عدید شبیه سازی

شکل 3:   مکان شناسی سیستم و 2 ناحیه ی امن سایبری.

جدول 2 :  حملات سایبری

جدول 3 :  رفاه اجتماعی مورد انتظار برای هر نوع

شکل 4:   حمله به LMP های سیستم مورد انتظار در تابستان

شکل 5:   حمله به LMPهای سیستم مورد انتظار در زمستان.

نتیجه گیری

در این مقاله ما گام اول بسوی تعیین مقدار اثر حملات سایبری را بر روی شبکه ی قدرت ارایه می دهیم. مروری بر مسایل کلیدی برای امنیت سایبری سیستم ها کرده، و چالش های اصلی را و نیز عوامل پیچیده کننده را نشان می دهیم. به منظور تعیین میزان اثر، کاربرد چهارچوب مفهومی چهارلایه که را که شامل لایه ی فیزیکی، مخابرات/کنترل، سطوح بازار زیرساخت برق، و یک لایه سرمایه گذاری امنیت سایبری می شود، معرفی می کنیم. ما هر یک از لایه ها را مشخص کرده و رابطه ی میان آنها را مورد بحث قرار می دهیم. از رفاه امنیتی سیستم به عنوان استاندارد اصلی استفاده می کنیم تا بر روی تعیین مقدار اثری که حملات سایبری می تواند بر روی لایه ی بازار (یکی از 4 لایه در چهارجوب بکار رفته) بگذارد، تمرکز کنیم. از یک سیستم کوچک برای نشان دادن کاربرد چهارچوب ما در ارزیابی متغیرهای سرمایه گذاری بر روی امنیت سایبری، استفاده می کنیم.

شبکه ی قدرت اسکلتی است که جامعه ی مدرن ما در آن نگه داشته می شود. برق، به عنوان یک منبع انرژی بایسته شده است و قطع سرویس می تواند اثرات اقتصادی و اجتماعی وحشتناکی را به بار آورد. برای نمونه، قطع برق در سال 2003 در ساحل شرقی آمریکا، بر 50 میلیون انسان تاثیر گذاشت و حدود 6 تا 13 ملیارد دلار هزینه در بر داشت. در نتیجه ی بازسازی صنعت به سمت محیط بازار با عوامل و منابع اضطراری جدید، استفاده ی بیشتر از شبکه های مخابراتی، سیستم های کنترلی کنترل نظارتی و اکتساب داده (CSADA)، مخابرات بی سیم، و اینترنت، پیچیدگی شبکه ی قدرت افزایش یافته است. اینها، آسیب پذیری جدیدی را به نام آسیب پذیری های سایبری بوجود آورده اند [1]، [2]، [3]، [4]. این آسیب پذیری های سایبری که مشخصه ی اصلی آنها لزوم نداشتن اتصال فیزیکی با شبکه ی قدرت است، را می توان به عنوان آسیب پذیری فیزیکی جدید فرض کرد. تنها با استفاده از شبکه های مخابراتی در هر جای دنیا، این آسیب پذیری ها می توانند مشاهده شده و روی دهند. این مشخصه ی غیرفیزیکی، سناریوی تازه ای را برای ملاحظات قابلیت اطمینان باز می کند، و بطور کلی نظریه ها و ابزارهای بسیاری برای بررسی قابلیت اطمینان باید برای این محیط جدید بروز شده یا از نو ساخته شوند. اندازه پارامتر حیاتی برای ملاحظات قابلیت اطمینان معمول می باشد، به این معنا که، برای مثال، نیروگاه های بزرگ اثر بیشتری را نسبت به نیروگاه های کوچک می گذارند. اگرچه، در این سناریوی سایبری جدید، اتصال به عنوان مهم ترین بحث نمایان می شود [1]. نیروگاه های ایزوله شده ی بزرگ که دارای هیچ اتصال الکترونیکی نمی باشند، اثر کمتری را نسبت به نیروگاه های کوچک با اتصالات الکترونیکی می گذارند. بدین دلیل، هر سیستمی که دارای اتصالات الکترونیکی است، باید در هر تشخیص ریسک لحاظ شود. چالش اساسی در این عنوان پژوهش، تشخیص ماهشیت حملات سایبری، بررسی میزان اثر، و تشخیص ریسک ها می باشند. پیچیدگی اصلی این عمل، بخاطر طبیعت گسترده ی شبکه و روابط درونی سطوح مختلف _فیزیک، مخابرات/کنترل و بازار_ است که صنعت برق را می سازند. در این مقاله، ما گام های نخست برای بررسی تاثیرات اقتصادی که حملات سایبری می توانند داشته باشند، را ارایه می دهیم. به منظور تعیین میزان اثر، کاربرد چهارچوب 4-لایه ی ادراکی که سطوح فیزیکی، مخابرات/کنترل، بازار شالوده ی برق، و یک لایه سرمایه گذاری امنیتی سایبری را ارایه می دهیم. مشخصات هر لایه را بیان کرده و رابطه ی میان آن ها را بیان می کنیم. بر روی میزان اثری که حملات سایبری می توانند بر روی لایه بازار داشته باشند را با استفاده از رفاه اجتماعی سیستم به عنوان استاندارد اصلی، تمرکز می کنیم. چند نتایج محاسباتی بر روی یک سیستم کوچک را برای نشان دادن کاربرد چهارچوب پیشنهادی ما ارایه می دهیم. این مقاله دربر دارنده ی 7 بخش دیگر می باشد. بخش 2 مروری را بر مسایل اصلی مربوط به امنیت سایبری را اریه می دهد. بخش 3 به حملات سایبری تخصیص داده شده است. در بخش 4، چند نمونه از حملات امنیت سایبری را اورده ایم. در بخش 5، چهارچوب پیشنهاد شده را به منظور تعیین اثرات اقتصادی آورده ایم. بخش 6 نتایج عدید این پهارچوب را نشان می دهد. در پایاین، اشاره ای نتیجه گیرانه و موضوعات تحقیقات بیشتر را در بخش 7 می آوریم.