論文の概要: Environmental Rate Manipulation Attacks on Power Grid Security

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.25476v1
• Date: Mon, 29 Sep 2025 20:30:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:44:59.939349
• Title: Environmental Rate Manipulation Attacks on Power Grid Security
• Title（参考訳）: 電力グリッドセキュリティにおける環境負荷対策
• Authors: Yonatan Gizachew Achamyeleh, Yang Xiang, Yun-Ping Hsiao, Yasamin Moghaddas, Mohammad Abdullah Al Faruque,
• Abstract要約: 従来のトロイの木馬の設計は、標準的なテストで検出できるデジタルトリガーや固定しきい値条件に依存している。 本稿では,環境パラメータの変化率を監視して起動する,新しいトロイの木馬トリガー機構であるERMを紹介する。 この攻撃の重要性は、個々のセンサーを超えて、電力エレクトロニクスに共通する環境検知システム全体のクラスにまで及んでいる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.38432073997021
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The growing complexity of global supply chains has made hardware Trojans a significant threat in sensor-based power electronics. Traditional Trojan designs depend on digital triggers or fixed threshold conditions that can be detected during standard testing. In contrast, we introduce Environmental Rate Manipulation (ERM), a novel Trojan triggering mechanism that activates by monitoring the rate of change in environmental parameters rather than their absolute values. This approach allows the Trojan to remain inactive under normal conditions and evade redundancy and sensor-fusion defenses. We implement a compact 14~$\mu$m$^2$ circuit that measures capacitor charging rates in standard sensor front-ends and disrupts inverter pulse-width modulation PWM signals when a rapid change is induced. Experiments on a commercial Texas Instruments solar inverter demonstrate that ERM can trigger catastrophic driver chip failure. Furthermore, ETAP simulations indicate that a single compromised 100~kW inverter may initiate cascading grid instabilities. The attack's significance extends beyond individual sensors to entire classes of environmental sensing systems common in power electronics, demonstrating fundamental challenges for hardware security.
• Abstract（参考訳）: グローバルサプライチェーンの複雑さの増大により、トロイの木馬はセンサーベースのパワーエレクトロニクスにおいて大きな脅威となっている。 従来のトロイの木馬の設計は、標準的なテストで検出できるデジタルトリガーや固定しきい値条件に依存している。 これとは対照的に, 絶対値ではなく, 環境パラメータの変化率を監視して起動する新しいトロイの木馬トリガー機構である環境速度操作(ERM)を導入する。 このアプローチにより、トロイの木馬は通常の条件下では活動せず、冗長性やセンサー融合防御を避けることができる。 我々は、標準センサフロントエンドにおけるコンデンサの充電速度を測定し、急激な変化が誘導されたときにインバータパルス幅変調PWM信号を妨害する14〜$\mu$m$^2$回路を実装した。 商用のテキサス・インスツルメンツ(Texas Instruments)ソーラーインバータの実験は、ERMが破滅的なドライバーチップの故障を引き起こすことを実証している。 さらに、ETAPシミュレーションは、単一の妥協された100〜kWインバータがカスケードグリッド不安定を発生させる可能性を示唆している。 この攻撃の重要性は、個々のセンサーを超えて、電力エレクトロニクスに共通する環境検知システムの全クラスに及んでおり、ハードウェアセキュリティの基本的な課題を実証している。

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