junior researcher, Laboratory No. 49 of Infrastructure Systems
младший научный сотрудник, лаборатория № 49 «Инфраструктурные системы»
The article considers the problem of an intruder’s interference in the technological (e.g. automated) system operation by replacing an endpoint device (sensor) or its signal; it also considers approaches to detecting such interference. A brief overview of existing methods for detecting device substitution is provided. As a solution to the problem, it is proposed to identify the device by comparing some of its current parameters with reference parameters collected in advance. For the purposes of identifying an endpoint device, the author proposes to compare digital fingerprints (current and reference ones) constructed using dynamic models of the signal of this device. The main requirements for the input data are formulated. Ways for preliminary improving the input data are proposed in case the data do not meet the above requirements. The algorithm for creating a digital fingerprint is described with a detailed explanation of the mathematical apparatus used; the algorithm is also presented in a flowchart form. The application of the algorithm for the identifying purposes both in laboratory conditions (using a specially created test bench) and on real data from the functioning microclimate analysis system of the Center of Digital Solutions for Smart Grid of the Institute of Control Sciences of the Russian Academy of Sciences is considered.
В данной статье рассматривается проблема вмешательства злоумышленника в работу технологической (в т.ч. автоматизированной) системы путем подмены устройства нижнего уровня (датчика, счетчика) или его сигнала, а также подходы к выявлению факта подобного вмешательства. Приводится краткая справка о существующих методах выявления подмены устройств. В качестве решения проблемы предлагается производить опознавание устройства на основе сравнения некоторых его текущих параметров с эталонными, собранными заблаговременно. Для целей опознавания устройства нижнего уровня предлагается сравнивать цифровые отпечатки (текущий и эталонный), построенные с использованием динамических моделей сигнала этого устройства. Сформулированы основные требования к качеству входных данных, на основании которых создается цифровой отпечаток. Предложены способы предварительной обработки входных данных с целью повышения их качества в случае, если исходные данные не соответствуют вышеупомянутым требованиям. Подробно описан алгоритм создания цифрового отпечатка с детальным рассмотрением используемого математического аппарата; для наглядности алгоритм также представлен в виде блок-схемы. Рассмотрено применение алгоритма для целей опознавания датчиков как в лабораторных условиях (с использованием специально созданного испытательного стенда), так и на реальных данных функционирующей системы анализа микроклимата Центра интеллектуальной цифровой электроэнергетики Института проблем управления РАН.