論文の概要: Resilience of IEC 61850 Sampled Values-Based Protection Systems Under Coordinated False Data Injections

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07535v1
• Date: Fri, 08 May 2026 10:08:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.984945
• Title: Resilience of IEC 61850 Sampled Values-Based Protection Systems Under Coordinated False Data Injections
• Title（参考訳）: IEC 61850サンプル値を用いた偽データ注入時の耐震性
• Authors: Denys Mishchenko, Irina Oleinikova, Laszlo Erdodi,
• Abstract要約: 本稿では,サンプル値(SV)プロトコルをターゲットとしたFalse Data Injection Attacks (FDIA) の下でIEC 61850ディジタルサブステーションのレジリエンスを評価する。 SVのマルチキャストの性質は、保護機能を妨害し大規模な停止を引き起こすサイバー侵入にサブステーションを露出させる。 抑止、予防、検知、緩和、レジリエンスをカバーする防衛戦略を解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper assesses the resilience of IEC 61850 digital substations under False Data Injection Attacks (FDIAs) targeting the Sampled Values (SV) protocol. The multicast nature of SV, while enabling time-critical automation, exposes substations to cyber intrusions capable of disrupting protection functions and causing large-scale outages. To evaluate these risks, coordinated attack vectors involving both physical and cyber access at the bay level are experimentally analyzed using an advanced setup based on industrial-grade intelligent electronic devices (IEDs). The proposed attacks simultaneously manipulate multiple electrical parameters in a coordinated and physically consistent manner. Experimental results confirm the feasibility of stealthy multi-vector FDIAs that can trigger false protection actions, conceal real faults, or block protection mechanisms while maintaining realistic signal behavior. The Power Hardware-in-the-Loop (PHIL) testbed enables closed-loop evaluation under strict timing, communication, and protection logic constraints, reflecting real device behavior beyond simulation and controller-level HIL environments. The findings reveal critical vulnerabilities in SV-based protection schemes that directly affect grid reliability, particularly under realistic attacker positioning. To address these challenges, a defense strategy covering deterrence, prevention, detection, mitigation, and resilience is analyzed, with emphasis on bay-level infrastructure. Furthermore, a resilience-oriented method based on trusted independent channels and cross-verification of SV data within the protection logic is outlined as a complementary countermeasure for scenarios where existing standardized security mechanisms are insufficient.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,サンプル値(SV)プロトコルをターゲットとしたFalse Data Injection Attacks (FDIA) の下でIEC 61850ディジタルサブステーションのレジリエンスを評価する。 SVのマルチキャストの性質は、タイムクリティカルな自動化を可能にする一方で、保護機能を妨害し、大規模な停止を引き起こす可能性のあるサイバー侵入に対してサブステーションを公開する。 これらのリスクを評価するため、産業レベルの知的電子機器(IED)に基づく高度なセットアップを用いて、ベイレベルにおける物理的アクセスとサイバーアクセスの両方を含む協調攻撃ベクトルを実験的に分析した。 提案した攻撃は、協調的かつ物理的に一貫した方法で複数の電気パラメータを同時に操作する。 実験結果から、偽の保護動作を誘発したり、実際の障害を隠蔽したり、リアルな信号動作を維持しながら保護機構をブロックできるステルスマルチベクターFDIAの実現可能性が確認された。 Power Hardware-in-the-Loop (PHIL)テストベッドは、厳密なタイミング、通信、保護ロジック制約の下でクローズドループの評価を可能にし、シミュレーションやコントローラレベルのHIL環境を超えた実際のデバイス動作を反映する。 この発見は、特に現実的な攻撃者の位置決めにおいて、グリッドの信頼性に直接影響を及ぼすSVベースの保護スキームの重大な脆弱性を明らかにする。 これらの課題に対処するため、ベイレベルのインフラを重視して、抑止、予防、検知、緩和、レジリエンスをカバーする防衛戦略を分析した。 さらに、信頼された独立チャネルに基づくレジリエンス指向の手法と保護ロジック内のSVデータの相互検証を、既存の標準化されたセキュリティメカニズムが不十分なシナリオに対する補完的な対策として概説する。

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