智能電表的安全保障
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這樣，攻擊者的第二個選擇必然是通信鏈路，迄今為止，關于智能電網(wǎng)安全性的多數(shù)話題都集中在通信鏈路，大多數(shù)系統(tǒng)部署也都采用了嚴格的加密技術，以保護智能電網(wǎng)端點與電力中心之間數(shù)據(jù)和命令傳輸。為了成功攻擊通信通道，必須獲取安全密匙或認證密匙。而可靠的通信協(xié)議都不會共用密匙，意味著攻擊者只能(1)從電力公司或端點獲取密匙；或者(2)對通道的加密/認證機制實施暴力攻擊。注意，選項1實際上并非攻擊通道本身，而是攻擊電網(wǎng)的其它部件。暴力攻擊(選項2)也不大可能得到結果。常見的加密算法，例如AES-128，以暴力方式攻擊，計算方面是不可行的，這意味著超高速計算機需要運行若干年，甚至幾十年的時間才能獲取密鑰，遠遠長于數(shù)據(jù)本身有效期限。
于是攻擊者將轉向智能電網(wǎng)端點本身：諸如智能電表或電網(wǎng)健康狀況監(jiān)測傳感器等裝置。此類裝置的吸引力更大，因為端點保護措施相對薄弱，大范圍分散在室外，或者安裝在遠距離傳輸線上。我們可將諸如數(shù)據(jù)集中器之類的裝置考慮在內，因為此類設備往往也沒有保護措施。這些薄弱點為攻擊者分析和嘗試不同的攻擊方法提供了可乘之機。的確，這些端點帶電，難以觸及(例如在高聳的傳輸線上)，具有潛在危險。但攻擊者完全可以利用一些防護措施，避免人員傷害。表面上看，像電表這樣的端點最容易使攻擊者得逞。但對手如何實施攻擊呢？
攻擊已安裝的電表
以下討論適用于智能電網(wǎng)上具有通信功能的任何端點，但為討論方便，我們以智能電表為例。
對于個體攻擊，攻擊者將窮其所能對電表實施攻擊。其目的可能是更改電流檢測裝置，使其檢測耗電量更少；或者對電表軟件實施逆向工程，使其報告的耗電數(shù)更少。
社會攻擊可能以類似方式入手：攻擊者研究電表，試圖了解其工作原理。其目的是希望析取密匙、對軟件協(xié)議實施逆向工程，以及重新設置電表。一旦得手，攻擊者可對大量電表重新配置，降低其實報耗電量，或在指定日期和時間同時斷開。
面對此類威脅，如何保障智能電網(wǎng)端點的安全呢？市場上可供使用的嵌入式安全技術(例如，廣泛用于金融交易和政府機構的安全處理器)，能夠很好地抵御個體電表的攻擊。這類安全技術集成了物理攻擊(強行控制)偵測或嵌入式系統(tǒng)、邏輯攻擊(分析嵌入式系統(tǒng)存儲器、應用程序或協(xié)議)偵測的方法。
具有物理攻擊檢測機制的嵌入式系統(tǒng)能夠檢測系統(tǒng)隱患。這些產(chǎn)品采用物理傳感器，例如，檢測器件外殼被打開的開關、運動傳感器及環(huán)境傳感器等。一旦偵測到攻擊操作，電表可采取相應措施，例如：嘗試聯(lián)系電力中心，甚至刪除安全密匙(刪除密匙要比泄露給攻擊者更好)。
有些邏輯偵測技術也可用于抵御電表的攻擊，對安全存儲器加鎖或加密，使攻擊者難以讀取軟件或對其實施逆向工程。安全裝載器在生產(chǎn)過程中鎖定器件，確保攻擊者不能在電表上裝載未經(jīng)授權的軟件。
安全部署電表也可以在一定程度上防范社會攻擊。電表采用唯一密匙，攻擊者即使獲得一個電表的密匙，也不會影響其它電表的安全。如果竊取單個密匙非常困難(采用上述物理和邏輯保護措施)，就增加了社會威脅攻擊大量安裝電表的難度。
攻擊供應鏈
一些現(xiàn)有的嵌入式安全技術可以降低電表及智能電網(wǎng)遭受社會攻擊的風險。然而，我們必須考慮除此之外的攻擊手段，并確保設備在整個使用期限內的安全。
無論外包，還是內部制造，生產(chǎn)環(huán)節(jié)非常容易發(fā)生剽竊(即使現(xiàn)場制造!)，也是最容易竊取知識產(chǎn)權的環(huán)節(jié)。這種環(huán)境下，開發(fā)IP可能被偷竊用于逆向工程分析，甚至在產(chǎn)品中安裝新的危險IP。
一些頑固的攻擊者可對電表軟件實施逆向工程，然后安裝病毒，在設定日期和時間遠程斷開、關閉電表通信、擦除內部存儲器。攻擊者可在制造過程中更換IP。后果將是災難性的——導致一次部署的數(shù)百萬支電表在指定時間全部斷電。需要數(shù)周或數(shù)月的時間維修或更換電表，費用龐大。
嵌入式安全產(chǎn)品可利用安全引導裝載程序、安全存儲器及使用期限管理等功能降低風險。安全引導裝載程序可以裝載加密電表軟件，電表設計者或軟件設計者將加密程序發(fā)送到生產(chǎn)線，系統(tǒng)微控制器中的安全引導裝載程序可解密和儲存應用程序。安全存儲器(內部或外部)也可儲存加密應用程序代碼，使應用程序內容既不可讀，也不可逆向工程或復制。使用期限管理功能可用于驗證實際供應鏈。硅制造商可鎖定器件，只允許某個客戶解鎖和安裝代碼；電表OEM可鎖定其電表，只有指定的電力公司解鎖和安裝。隨著供應鏈安全措施的增多，通過電表實現(xiàn)社會攻擊的機會得到抑制。
解決方案？
很難找到十全十美的智能電網(wǎng)安全方案，因為這種方案需要耗費的時間和費用也是無限的。但是，利用已普遍用于金融交易和政府機構的安全技術，能夠為智能電網(wǎng)的嵌入式端點提供更高水平的物理和邏輯防護。
這里所介紹的攻擊及應對措施并不僅限于智能電網(wǎng)的安全漏洞，在考慮智能電網(wǎng)所面臨的威脅時，需要密切關注電表這樣的嵌入式端點。一旦電表及其它端點得到多層安全防護，攻擊者將不得不另尋出路。(end)
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