计算机科学 > 密码学与安全
[提交于 2025年8月9日
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标题: 基于神经网络的智能电网家庭能源系统中FDI攻击的检测与多类分类
标题: Neural Network-Based Detection and Multi-Class Classification of FDI Attacks in Smart Grid Home Energy Systems
摘要: 虚假数据注入攻击(FDIAs)对智能电网基础设施,特别是家庭局域网络(HANs)构成重大威胁,因为在HANs中实时监控和控制得到了广泛应用。由于HANs的安全控制相对宽松且广泛可用,攻击者将其视为一个有吸引力的切入点,以操纵聚合需求模式,这最终会传播并破坏更广泛的电网操作。这些攻击破坏了智能电表数据的完整性,使恶意行为者能够在不触发传统警报的情况下操纵消耗值,从而在住宅和公用事业规模的基础设施中造成严重的漏洞。本文提出了一种基于机器学习的框架,使用住宅能源数据来检测和分类FDIAs。轻量级人工神经网络(ANN)提供实时检测,通过使用能源消耗、成本和时间上下文的关键特征进行工作。为了对不同类型的攻击进行分类,训练了一个双向LSTM来通过学习数据中的序列依赖性来识别正常、梯形和S型攻击形状。生成了一个合成的时间序列数据集来模拟现实的家庭行为。实验结果表明,所提出的模型在识别和分类FDIAs方面是有效的,为在边缘增强电网弹性提供了可扩展的解决方案。这项工作有助于构建智能、数据驱动的防御机制,从住宅端点加强智能电网网络安全。
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