論文の概要: Detection and Prevention of Process Disruption Attacks in the Electrical Power Systems using MMS Traffic: An EPIC Case
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.03690v1
- Date: Wed, 07 Jan 2026 08:25:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-08 18:12:46.160266
- Title: Detection and Prevention of Process Disruption Attacks in the Electrical Power Systems using MMS Traffic: An EPIC Case
- Title（参考訳）: MMSトラヒックを用いた電力系統のプロセス破壊攻撃の検出と防止:EPIC事例
- Authors: Praneeta K Maganti, Daisuke Mashima, Rajib Ranjan Maiti,
- Abstract要約: IEC61850準拠のスマートサブステーションに対する完全自動攻撃検出・防止フレームワークを提案する。
MMSプロトコルの詳細な解析を行い、通常のSCADA操作とアクティブアタック条件の両方で重要なMMSフィールド値ペアを抽出する。
本手法は,回路ブレーカのステータスを乱そうとするMMSパケットを含む攻撃シグネチャを正確に同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5501791028999574
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Smart grids are increasingly exposed to sophisticated cyber threats due to their reliance on interconnected communication networks, as demonstrated by real world incidents such as the cyberattacks on the Ukrainian power grid. In IEC61850 based smart substations, the Manufacturing Message Specification protocol operates over TCP to facilitate communication between SCADA systems and field devices such as Intelligent Electronic Devices and Programmable Logic Controllers. Although MMS enables efficient monitoring and control, it can be exploited by adversaries to generate legitimate looking packets for reconnaissance, unauthorized state reading, and malicious command injection, thereby disrupting grid operations. In this work, we propose a fully automated attack detection and prevention framework for IEC61850 compliant smart substations to counter remote cyberattacks that manipulate process states through compromised PLCs and IEDs. A detailed analysis of the MMS protocol is presented, and critical MMS field value pairs are extracted during both normal SCADA operation and active attack conditions. The proposed framework is validated using seven datasets comprising benign operational scenarios and multiple attack instances, including IEC61850Bean based attacks and script driven attacks leveraging the libiec61850 library. Our approach accurately identifies attack signature carrying MMS packets that attempt to disrupt circuit breaker status, specifically targeting the smart home zone IED and PLC of the EPIC testbed. The results demonstrate the effectiveness of the proposed framework in precisely detecting malicious MMS traffic and enhancing the cyber resilience of IEC61850 based smart grid environments.
- Abstract（参考訳）: スマートグリッドは、ウクライナの電力網に対するサイバー攻撃のような現実世界の出来事が示すように、相互接続された通信ネットワークに依存しているため、高度なサイバー脅威にさらされている。
IEC61850ベースのスマートサブステーションでは、製造メッセージ仕様プロトコルがTCP上で動作し、SCADAシステムとIntelligent Electronic DevicesやProgrammable Logic Controllersなどのフィールドデバイス間の通信を容易にする。
MMSは効率的な監視と制御を可能にするが、敵に悪用され、偵察、不正な状態読み取り、悪意あるコマンドインジェクションのための正当なパケットを生成し、グリッド操作を妨害することができる。
本研究では,IEC61850準拠のスマートサブステーションに対する完全自動攻撃検出・防止フレームワークを提案する。
MMSプロトコルの詳細な解析を行い、通常のSCADA操作とアクティブアタック条件の両方で重要なMMSフィールド値ペアを抽出する。
提案フレームワークは,IEC61850Beanベースの攻撃や,Libiec61850ライブラリを利用したスクリプト駆動アタックを含む,良質な運用シナリオと複数のアタックインスタンスを含む7つのデータセットを用いて検証されている。
本手法は,EPICテストベッドのスマートホームゾーンIEDとPLCを対象とし,サーキットブレーカーのステータスを乱そうとするMMSパケットの攻撃シグネチャを正確に同定する。
その結果,悪意のあるMMSトラフィックを正確に検出し,IEC61850ベースのスマートグリッド環境のサイバーレジリエンスを高めるためのフレームワークの有効性が示された。
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