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Guaranteed False Data Injection Attack Without Physical Model

delete2025-01-01
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OA
AI
C
Chenhan Xiao
N
Napoleon Costilla-Enriquez
Y
Yang Weng
DOI:10.1109/OAJPE.2025.3580108delete
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摘要

摘要

En 中文
智能电网由于日益依赖互联的数字系统,正变得日益容易受到虚假数据注入攻击(FDIAs)的影响。许多现有的FDIA技术假设能够获取关键物理模型信息,例如电网拓扑,以成功绕过坏数据检测(BDD)。然而,这一假设通常不切实际,因为电力公司可能会限制对这类数据的访问,或者配电网的动态特性——特别是随着可再生能源的集成——可能导致此类信息无法获取。当前处理物理模型缺失的方法缺乏对BDD规避的正式保证。为弥补这一差距,我们提出了一种新颖的无物理模型FDIA框架,该框架1)能够以正式保证绕过BDD,2)在不依赖显式物理模型的情况下最大化攻击影响。我们的方法利用带有正则化潜在空间的自动编码器(AE)来强制执行物理一致性,通过历史测量数据复制残差误差分布,以确保绕过BDD。此外,我们整合了生成对抗网络(GAN)来探索测量流形并诱导最显著的状态变化,从而增强攻击效果。关键创新在于AE-GAN混合模型能够在复制残差误差分布的同时最大化攻击效能,提供现有方法所缺乏的性能保证。我们在11个代表性电网系统上验证了该方法,使用MATPOWER模拟的实际功率曲线,并展示了其通过保持残差误差分布来持续绕过BDD的能力。结果表明了所提出的FDIA框架的鲁棒性和泛化能力。
Keyword:
False data injection attack
state estimation
bad data detector
no physical model
auto-encoder
generative adversarial network

期刊

I
IEEE Open Access Journal of Power and Energy
IF:
3.2
论文数:
391
被引数:
826

机构

A
Arizona State University
学者数:
2.7W
论文数: 2.5W
被引数: 4.2W
引用论文

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