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“スマート電力メーター”をハッキング　大規模停電を引き起こすサイバー攻撃　米国チームが検証

公開 2023年05月09日 08時02分

著者

山下裕毅

[ITmedia]

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このコーナーでは、テクノロジーの最新研究を紹介するWebメディア「Seamless」を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。Twitter: ＠shiropen2

　米オレゴン州立大学に所属する研究者らが発表した論文「Load Oscillating Attacks of Smart Grids: Vulnerability Analysis」は、電気使用状況を可視化する機器「スマートメーター」を制御して送電網を不安定にするサイバー攻撃を提案した研究報告である。

スマートメーターをハッキングして大規模停電を引き起こすサイバー攻撃

　スマートメーターとは、毎月の検針業務を自動で行い、通信回線を通じて電力会社にデータを送信するデジタル機器を指す。このメーターは、電気の使用状況を知るのに役立つだけでなく、料金未払いなどの場合に遠隔操作で電力を遮断することもできる。

　家庭用ブレーカー（配線用遮断器）のように、電力網のコンポーネントは、需要（負荷）が高すぎるか、何らかの理由で問題がある場合に「トリップ」（ブレーカーが自動で電力を遮断し、落ちること）して遮断することがある。その結果、負荷が送電網の他の部分に伝わり、その他の部分もトリップする可能性がある。ドミノ効果で次々と連鎖的トリップが発生する可能性があるわけだ。

　この研究では、この効果を利用してブラックアウト（全域停電）を引き起こす負荷発振攻撃を提案する。スマートメーターに搭載する高度計測インフラストラクチャ（AMI）をハッキングし、スマートメーターに偽の制御データを挿入することでスイッチを制御し、負荷発振を引き起こすことで実行する。

　この攻撃は、送電網の数カ所を攻撃して偵察を行い、負荷振動の大きさの最適化とターゲットラインの特定、攻撃の影響を最大化するためのリアルタイムでの共振周波数の探索のタスクを実行することで機能する。

　実験では、IEEE RTS-96とポーランドの大規模バスシステムの両方で今回の攻撃をテストした。その結果、提案する攻撃は、RTS-96で負荷の8％を振動させることでブラックアウトを引き起こすことを示した。さらにポーランドのシステムだと、たった1.7％の振動でブラックアウトを引き起こすことを示した。

IEEE RTS-96バスシステムとそのスマートメーターコンポーネント

Source and Image Credits: F. Alanazi, J. Kim and E. Cotilla-Sanchez, “Load Oscillating Attacks of Smart Grids: Vulnerability Analysis,” in IEEE Access, vol. 11, pp. 36538-36549, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3266249.

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2019年にスタートした本連載「Innovative Tech」は、世界中の幅広い分野から最先端の研究論文を独自視点で厳選、解説している。執筆は研究論文メディア「Seamless」（シームレス）を主宰し、日課として数多くの論文に目を通す山下氏が担当。イラストや漫画は、同メディア所属のアーティスト・おね氏が手掛けている。

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