Confidentiality, integrity and non-repudiation in smartgrids

• Author(s): Moniz, Paulo Miguel Santos
• Date: 2011
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/8443
• Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
• Subject(s): Smart Grid; InovGrid; PKI; Trusted computing; STRIDE; Teses de mestrado - 2011
• Document Type: Master thesis
• Language: English
• Advisor(s): Bessani, Alysson Neves, 1978-
• Contributor(s): Repositório da Universidade de Lisboa

Description

Tese de mestrado em Segurança Informática, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2011

No actual contexto macroeconómico mundial é essencial a adopção de novas formas de geração de energia, alternativas à utilização de recursos fósseis, combinada com os objectivos de fiabilidade e qualidade dos fornecimentos e de indução de competitividade nos mercados. Torna-se necessário produzir, transportar e distribuir energia de forma sustentável sem prejudicar o ecossistema. A visão de uma infraestrutura com maior controlo, onde redes, produtores e consumidores têm papeis significativamente mais activos, está a provocar uma mudança de paradigma nas redes eléctricas e na sua gestão que se materializa no conceito das Smart Grids. Para obter um elevado nível de controlo de operação da rede, necessário para a concretização das funcionalidades prometidas pelas Smart Grids, a arquitectura terá que evoluir de modo a comportar um maior número de unidades remotas inteligentes, o desenvolvimento de novos sistemas técnicos e comerciais, o aumento de trocas de mensagens entre aplicações e a interligações entre diversas redes. Esta complexidade é bastante maior daquela que poderemos encontrar nas actuais infra-estruturas de sistemas de informação para a transmissão e distribuição de energia eléctrica e apresenta novos desafios no que diz respeito à disponibilidade da rede e, em particular, à sua segurança. Os novos equipamentos, aplicações, hardware, protocolos de comunicação, operação e administração da rede vão introduzir novas potenciais vulnerabilidades que podem ser exploradas por indivíduos mal intencionados ou simplesmente por erros de operação. Esta preocupação acerca da disponibilidade e segurança da rede de energia eléctrica do futuro evidenciam a importância que assumem a segurança e disponibilidade da infra-estrutura dos sistemas de informação e comunicações que a suportam. Este trabalho propõem-se analisar a confiabilidade das Smart Grids no que diz respeito aos seus aspectos de segurança de tecnologias de informação, incidindo em particular no projecto Português de Smart Grid denominado InovGrid. Este projecto de investigação irá descrever as funcionalidades da arquitectura InovGrid fazendo uma análise detalhada dos vectores de ataque e os riscos eminentes associados à sua implementação. Este estudo irá avaliar e propor soluções no domínio da autenticidade, confidencialidade e não-repudiação de informação numa arquitectura peculiar e heterogenia com a das Smart Grids.

In the current global macroeconomic context is essential to adopt new ways of generating energy alternatives to fossil fuels, combined with the objectives of reliability and quality of delivery and induction of competitiveness in markets. It is necessary to produce, transport and distribute energy in a sustainable way without harming the ecosystem. The vision of an infrastructure with more control, where networks, producers and consumers have significantly more active roles, is causing a paradigm shift in electricity networks and their operations that is embodied in the concept of Smart Grids. To obtain a high level of control required to achieve the new features promised by Smart Grids, the architecture will need to comprise more intelligent remote terminal units, the development of new technical and commercial systems, the increase of the number of messages exchange between applications and also interconnections between enterprise networks. This complexity, far higher than found in present transmission and distribution infrastructures, will bring several challenges considering network reliability and security in particular. All the new devices, applications, hardware, communication protocols, network operations and administration will introduce potential vulnerabilities that might be explored by malicious users or simple by erroneous actions from a variety of external and internal sources. This concern about security and reliability of the future power grids increase the importance of the information technology and communications infrastructures and their security. This work proposes to analyze Smart Grid’s reliability regarding its information technology security but focusing the study in the Portuguese Smart Grid project implementation, named as InovGrid. It will describe the functionalities of the InovGrid architecture providing a detailed analysis of its attack vectors and the eminent risks associated with the implementation. It will propose and analysis solutions for confidentiality, authenticity and non-repudiation aspects in such peculiar and heterogeneous networks.