On the security of smart grid communications: vulnerabilities and countermeasures

Abstract

Smart grid is an advanced power grid which has been developed to improve the efficiency and reliability of the electricity network. However, because of the complexity of the smart grid, it introduces many security issues. This thesis investigates the security weakness and countermeasures of the smart grid to improve the understanding of the threats that this system faces, which is crucial from a security risk management perspective and allows the addressing of these vulnerabilities which contribute to the improvement the smart grid security. To achieve this goal, we divide the problem in the investigation of the security of two smart grid elements: (1) we study the use cases security of the Advance Metering Infrastructure (AMI) which is one of the smart grid‘s most important components; (2) we evaluate the security of the ANSIC12.22 network protocol which is the most adopted solution for supporting the operation of AMI.

Smart grid es una avanzada red eléctrica la cual está siendo desarrollada para mejorar la eficiencia y la confiabilidad de la red eléctrica clásica. Sin embargo, dada su complejidad smart grid introduce muchos problemas de seguridad informática. Esta tesis investiga las debilidades de seguridad y mecanismos de defensa de smart grid para mejorar el entendimiento de las amenazas que enfrenta este sistema, lo cual es crucial desde la perspectiva de manejo de riesgo en seguridad informática, a la vez que permite abordar dichas vulnerabilidades contribuyendo así al mejoramiento de la seguridad del smart grid. Para lograr este objetivo, se dividió el problema en la investigación de la seguridad de dos elementos del smart grid. Por un lado, se estudia la seguridad de los casos de uso de la infraestructura de medición avanzada (AMI por su sigla en inglés) la cual es una de los componentes más importantes del smart grid. Por otro lado, se evalúa la seguridad del protocolo de red ANSIC12.22 el cual es la solución más ampliamente adoptada para soportar la operación de la AMI.