Luận văn nghiên cứu an toàn cho hệ thống điện thông minh

Dưới đây là meta tags cho bài viết 'Luận văn vers la prise en compte des attaques de sécurité dans les compteurs intelligents du smart grid': {

• Tác giả: Noucksa Bounthong
• Người hướng dẫn: Dr. Vanea Chiprianov
• Trường học: Vietnam National University, Hanoi
• Chuyên ngành: Réseaux et Systèmes Communicants
• Đề tài: Vers la prise en compte des attaques de sécurité dans les compteurs intelligents du smart grid
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hanoi

Tóm tắt

I. Tác động của các cuộc tấn công bảo mật đối với các bộ đếm thông minh trong Smart Grid

Các cuộc tấn công bảo mật đối với các bộ đếm thông minh trong Smart Grid là một vấn đề quan trọng mà các nhà nghiên cứu và chuyên gia trong lĩnh vực này đang cố gắng giải quyết. Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét các cuộc tấn công bảo mật có thể xảy ra đối với các bộ đếm thông minh và cách chúng có thể được phòng thủ.

1.1. Các cuộc tấn công bảo mật có thể xảy ra đối với các bộ đếm thông minh

Các cuộc tấn công bảo mật có thể xảy ra đối với các bộ đếm thông minh bao gồm việc hacker xâm nhập vào hệ thống và kiểm soát các bộ đếm thông minh, làm thay đổi giá điện của họ hoặc tạo ra các đợt sản xuất điện giả để kiếm tiền. Điều này có thể gây ra các vấn đề về ổn định và cân bằng của mạng lưới điện và có thể dẫn đến các sự cố mất điện lớn.

1.2. Cách phòng thủ chống lại các cuộc tấn công bảo mật

Một số cách phòng thủ có thể được sử dụng để chống lại các cuộc tấn công bảo mật đối với các bộ đếm thông minh bao gồm việc sử dụng các thuật toán mã hóa mạnh mẽ để bảo vệ dữ liệu, sử dụng các hệ thống kiểm soát truy cập để hạn chế truy cập vào hệ thống và sử dụng các hệ thống giám sát để theo dõi bất thường trong hệ thống.

II. Tác động của các cuộc tấn công bảo mật đối với an ninh mạng

Các cuộc tấn công bảo mật đối với các bộ đếm thông minh trong Smart Grid cũng có thể gây ra các vấn đề về an ninh mạng. Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét cách các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến an ninh mạng và cách chúng có thể được phòng thủ.

2.1. Các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến an ninh mạng

Các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến an ninh mạng bằng cách gây ra các sự cố mất điện lớn, làm gián đoạn cung cấp điện và gây hại cho các thiết bị điện tử. Điều này có thể gây ra các vấn đề về an ninh quốc gia và an ninh công cộng.

2.2. Cách phòng thủ chống lại các cuộc tấn công bảo mật

Một số cách phòng thủ có thể được sử dụng để chống lại các cuộc tấn công bảo mật đối với an ninh mạng bao gồm việc sử dụng các hệ thống giám sát để theo dõi bất thường trong hệ thống, sử dụng các hệ thống kiểm soát truy cập để hạn chế truy cập vào hệ thống và sử dụng các thuật toán mã hóa mạnh mẽ để bảo vệ dữ liệu.

III. Tác động của các cuộc tấn công bảo mật đối với quyền riêng tư

Các cuộc tấn công bảo mật đối với các bộ đếm thông minh trong Smart Grid cũng có thể gây ra các vấn đề về quyền riêng tư. Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét cách các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến quyền riêng tư và cách chúng có thể được phòng thủ.

3.1. Các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến quyền riêng tư

Các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến quyền riêng tư bằng cách thu thập dữ liệu về sử dụng điện của người dùng và sử dụng nó để theo dõi họ hoặc quảng cáo cho họ. Điều này có thể gây ra các vấn đề về quyền riêng tư và an ninh của người dùng.

3.2. Cách phòng thủ chống lại các cuộc tấn công bảo mật

Một số cách phòng thủ có thể được sử dụng để chống lại các cuộc tấn công bảo mật đối với quyền riêng tư bao gồm việc sử dụng các hệ thống kiểm soát truy cập để hạn chế truy cập vào dữ liệu của người dùng, sử dụng các thuật toán mã hóa mạnh mẽ để bảo vệ dữ liệu và sử dụng các hệ thống giám sát để theo dõi bất thường trong hệ thống.

IV. Tác động của các cuộc tấn công bảo mật đối với mạng lưới điện

Các cuộc tấn công bảo mật đối với các bộ đếm thông minh trong Smart Grid cũng có thể gây ra các vấn đề về mạng lưới điện. Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét cách các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến mạng lưới điện và cách chúng có thể được phòng thủ.

4.1. Các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến mạng lưới điện

Các cuộc tấn công bảo mật có thể ảnh hưởng đến mạng lưới điện bằng cách gây ra các sự cố mất điện lớn, làm gián đoạn cung cấp điện và gây hại cho các thiết bị điện tử. Điều này có thể gây ra các vấn đề về an ninh quốc gia và an ninh công cộng.

4.2. Cách phòng thủ chống lại các cuộc tấn công bảo mật

Một số cách phòng thủ có thể được sử dụng để chống lại các cuộc tấn công bảo mật đối với mạng lưới điện bao gồm việc sử dụng các hệ thống giám sát để theo dõi bất thường trong hệ thống, sử dụng các hệ thống kiểm soát truy cập để hạn chế truy cập vào hệ thống và sử dụng các thuật toán mã hóa mạnh mẽ để bảo vệ dữ liệu.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sự chuyển dịch cơ cấu năng lượng toàn cầu đang thúc đẩy việc hiện đại hóa hệ thống truyền tải và phân phối điện năng. Theo số liệu thống kê năng lượng toàn cầu, các nguồn nhiên liệu hóa thạch truyền thống gồm than đá, khí tự nhiên và dầu mỏ chiếm khoảng 67% tổng sản lượng điện, trong khi năng lượng hạt nhân đóng góp 13%, thủy điện chiếm 16% và các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió, mặt trời mới chỉ chiếm khoảng 3%. Tại Pháp, cơ cấu nguồn điện ghi nhận tỷ trọng điện hạt nhân đạt mức 73%, nhiệt điện truyền thống chiếm 8%, còn năng lượng tái tạo và thủy điện chiếm 18%. Nhằm giảm thiểu phát thải ô nhiễm và hạn chế tổn thất truyền tải trên khoảng cách lớn vốn chiếm từ 5% đến 8% tổng sản lượng, mô hình lưới điện thông minh được phát triển với khả năng tích hợp dòng chảy hai chiều của cả điện năng lẫn dữ liệu thông tin số hóa.

Tuy nhiên, việc triển khai hàng loạt các thiết bị đo đếm tiên tiến, điển hình là bộ đo thông minh tại từng hộ gia đình và điểm nút phân phối, đã tạo ra những lỗ hổng an ninh mạng nghiêm trọng. Vấn đề nghiên cứu cốt lõi của đề tài tập trung vào việc phân tích, lượng hóa tác động của các hình thức tấn công an ninh mạng nhắm vào bộ đo thông minh đối với độ ổn định của lưới điện. Mục tiêu cụ thể là xây dựng khung mô phỏng tích hợp, phát triển các module chức năng đại diện cho công tơ thông minh và nguồn phát bù, từ đó kiểm chứng các kịch bản tấn công thao túng dữ liệu và ngắt kết nối hàng loạt. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện dựa trên mô hình lưới điện phân phối kết hợp hồ sơ phụ tải thực tế tại khu vực Châu Âu trong giai đoạn từ năm 2013 đến năm 2015. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc cung cấp cơ sở định lượng giúp các nhà quản lý lưới điện giảm thiểu nguy cơ xảy ra sự cố rã lưới diện rộng xuống dưới 5%, đồng thời bảo đảm độ tin cậy cung cấp điện toàn hệ thống đạt mức trên 99.8%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng của hai lý thuyết then chốt: Lý thuyết hệ thống không gian mạng tích hợp vật lý và Khung bảo mật hạ tầng đo đếm tiên tiến trong lưới điện hiện đại. Hệ thống không gian mạng tích hợp vật lý mô tả mối quan hệ tương hỗ mật thiết giữa tầng liên lạc thông tin số và tầng động lực học điện năng. Khung bảo mật hạ tầng đo đếm tiên tiến đóng vai trò chuẩn mực để đánh giá tính bí mật, toàn vẹn và khả dụng của các gói tin truyền thông.

Bên cạnh đó, nghiên cứu làm rõ bốn khái niệm học thuật trọng tâm:

• Lưới điện thông minh: Hệ thống phân phối điện năng tự động hóa cao, cho phép trao đổi năng lượng và thông tin điều khiển theo cả hai chiều giữa nhà máy phát điện và hộ tiêu thụ.
• Bộ đo thông minh: Thiết bị số hóa tại biên mạng có nhiệm vụ ghi nhận dữ liệu tiêu thụ điện theo chu kỳ từ 15 phút đến 30 phút một lần, truyền dữ liệu về trung tâm điều hành và nhận lệnh điều khiển từ xa.
• Tấn công mạng vật lý: Hành vi can thiệp trái phép vào luồng thông tin hoặc cấu hình phần mềm của thiết bị đo đếm nhằm gây biến dạng trạng thái vận hành của các thiết bị vật lý trên lưới.
• Cân bằng phụ tải động: Thuật toán điều độ công suất phát thời gian thực nhằm duy trì sự cân bằng giữa tổng cung và tổng cầu, giữ độ lệch tần số hệ thống không vượt quá ngưỡng an toàn dao động 50 Hz cộng trừ 0.2 Hz.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu bao gồm bộ dữ liệu phụ tải điện sinh hoạt thực tế theo từng giờ tại thị trường năng lượng Anh và Pháp, kết hợp với các hồ sơ sản xuất điện phân tán từ năng lượng mặt trời và gió. Cỡ mẫu nghiên cứu được xác lập thông qua một mạng phân phối mô phỏng gồm 24 nút phụ tải hộ gia đình, 1 trạm biến áp trung tâm, các nguồn phát phân tán tại chỗ và 1 tổ máy tua-bin khí phản ứng nhanh phục vụ cân bằng phụ tải. Phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích được áp dụng để bao phủ đầy đủ hai khung giờ quan trọng: khung giờ tiêu thụ đỉnh điểm với công suất tải tăng cao trên 45% và khung giờ thấp điểm ban đêm.

Phương pháp phân tích dựa trên nền tảng mô phỏng đồng thời thông qua công cụ SCORE, cho phép ghép nối đồng bộ giữa mô phỏng truyền thông mạng máy tính và mô phỏng dòng công suất lưới điện. Lý do lựa chọn giải pháp này là vì các công cụ mô phỏng truyền thống chỉ đánh giá độc lập giao thức mạng hoặc thông số điện lực, không thể phản ánh chính xác tác động dây chuyền khi độ trễ truyền thông vượt quá 100 mili-giây. Toàn bộ quy trình thiết lập module, tinh chỉnh tham số và chạy kiểm thử kịch bản được thực hiện trong khung thời gian 6 tháng nghiên cứu chuyên sâu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng thực nghiệm đã chỉ ra các phát hiện mang tính định lượng rõ rệt:

Thứ nhất, tấn công giả mạo dữ liệu đo đếm làm sai lệch nghiêm trọng dự báo nhu cầu phụ tải. Khi kẻ tấn công làm thay đổi thông số tiêu thụ gửi về trung tâm điều khiển, hệ thống ước tính sai lệch nhu cầu điện năng lên tới 35% so với phụ tải thực tế, dẫn đến việc điều độ thiếu hoặc thừa công suất nguồn phát truyền thống.

Thứ hai, kịch bản tấn công ngắt kết nối đồng loạt từ xa vào khoảng 40% bộ đo thông minh trên cùng một nhánh phân phối gây ra hiện tượng sụt giảm phụ tải đột ngột. Sự thay đổi tải tức thời trong thời gian dưới 2 giây tạo ra dao động tần số vượt ngưỡng an toàn cho phép, làm tăng độ mất ổn định của hệ thống lên mức 58%.

Thứ ba, sự phối hợp giữa nguồn phát phân tán và nguồn bù tua-bin khí bộc lộ độ trễ phản hồi đáng kể. Trong lần chạy thử nghiệm thứ nhất và thứ hai khi bị tấn công, thời gian khởi động và hòa lưới của tua-bin khí bị trễ từ 120 giây đến 180 giây do nhận sai tín hiệu điều khiển, khiến mức độ quá tải cục bộ tại các máy biến áp trung gian tăng thêm 65%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của các hiện tượng trên bắt nguồn từ việc thiếu vắng cơ chế xác thực mạnh và mã hóa luồng dữ liệu điều khiển từ xa trên các thế hệ bộ đo thông minh ban đầu. Khi kẻ tấn công xâm nhập vào giao diện kết nối không dây hoặc đường truyền dữ liệu nội bộ, các lệnh đóng/ngắt mạch và dữ liệu sản lượng giả mạo dễ dàng được chấp nhận mà không qua bước kiểm tra chữ ký số đa tầng.

Trong các báo cáo phân tích, dữ liệu được trực quan hóa thông qua biểu đồ đường thể hiện tương quan công suất cung - cầu theo 24 giờ và bảng dữ liệu log ghi nhận thông số dòng điện, điện áp và tần số tại từng nút. Đồ thị cho thấy trước thời điểm tấn công, đường cong cung và cầu duy trì mức sai lệch dưới 2%. Khi xảy ra tấn công, khoảng cách chênh lệch giữa công suất sản xuất thực tế và công suất mong muốn bị nới rộng lên hơn 40%, tạo thành các gai xung điện áp nguy hiểm.

So sánh với các nghiên cứu an ninh năng lượng quốc tế, kết quả này hoàn toàn tương đồng với các cảnh báo về tính dễ bị tổn thương của cấu trúc đo đếm tập trung. Điều này chứng minh rằng an ninh của lưới điện thông minh không chỉ phụ thuộc vào dung lượng dự phòng của nguồn phát điện, mà phụ thuộc mang tính quyết định vào mức độ an toàn của hạ tầng thông tin truyền thông.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các bằng chứng thực nghiệm thu được, bốn nhóm giải pháp hành động được đề xuất cụ thể:

Nâng cấp giao thức mã hóa toàn diện: Thực hiện triển khai thuật toán mã hóa đầu cuối chuẩn AES-256 kết hợp xác thực chứng chỉ khóa công khai cho 100% các gói tin trao đổi giữa bộ đo thông minh và trạm điều khiển trung tâm. Mục tiêu là giảm 95% nguy cơ giả mạo và can thiệp dữ liệu trên đường truyền. Thời gian hoàn thành trong vòng 12 tháng, do các Đơn vị Phân phối và Vận hành Lưới điện chủ trì thực hiện.

Tích hợp hệ thống phát hiện bất thường tự động: Ứng dụng các mô hình học máy tại các trạm biến áp trung gian nhằm phân tích hành vi phụ tải theo thời gian thực, đạt độ chính xác phát hiện sai lệch dữ liệu trên 98% và thời gian cảnh báo sớm dưới 1.5 giây. Giải pháp cần được triển khai trong thời gian 18 tháng, với sự phối hợp giữa Bộ phận Công nghệ Thông tin và Bộ phận Điều độ Lưới điện.

Xây dựng cơ chế phòng vệ và cô lập vùng sự cố: Thiết lập các thuật toán điều khiển tự động phân tách lưới đảo độc lập khi phát hiện tần số biến thiên vượt quá 0.5 Hz, bảo đảm duy trì nguồn điện liên tục cho ít nhất 80% phụ tải trọng yếu tại các bệnh viện, khu công nghiệp. Thời gian thực hiện kéo dài 24 tháng, do Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia trực tiếp chỉ đạo.

Hoàn thiện khung tiêu chuẩn kiểm thử an ninh định kỳ: Ban hành quy định bắt buộc đánh giá an toàn thông tin và kiểm thử xâm nhập thực tế định kỳ 6 tháng một lần đối với toàn bộ thiết bị đo đếm trước khi hòa mạng phân phối. Đạt chỉ tiêu 100% thiết bị đạt chứng nhận an toàn không gian mạng. Lộ trình triển khai liên tục từ năm đầu tiên, do Cơ quan Quản lý Năng lượng Nhà nước giám sát và thực thi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị học thuật và thực tiễn phong phú cho bốn nhóm độc giả chuyên ngành:

Kỹ sư thiết kế và vận hành hệ thống điện: Tài liệu cung cấp góc nhìn thực nghiệm chi tiết về tác động qua lại giữa luồng dữ liệu số và độ ổn định dòng công suất vật lý. Ứng dụng thực tế giúp các kỹ sư xây dựng kịch bản ứng phó sự cố khẩn cấp, rút ngắn thời gian khôi phục lưới điện sau tấn công mạng xuống dưới 10 phút.

Chuyên gia an toàn thông tin và phát triển thiết bị IoT: Nghiên cứu trình bày chi tiết về cấu trúc phần mềm, cơ chế giao tiếp của bộ đo thông minh và các lỗ hổng phần sụn điển hình. Use case thực tiễn hỗ trợ quá trình phát triển các giải pháp tường lửa nhúng và module mật mã chuyên dụng cho công tơ thông minh, nâng cao chỉ số an toàn thiết bị lên trên 90%.

Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Mạng truyền thông và Hệ thống điện: Luận văn đóng vai trò là tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp đồng mô phỏng thông qua công cụ SCORE. Độc giả có thể kế thừa mã nguồn, mô hình lớp đối tượng và dữ liệu log để mở rộng nghiên cứu trên các hệ thống lưới điện quy mô lớn từ 1.000 đến 10.000 nút.

Các nhà hoạch định chính sách và quản lý an ninh năng lượng quốc gia: Cung cấp các luận cứ khoa học và số liệu thực tế chứng minh mối đe dọa từ chiến tranh mạng đối với cơ sở hạ tầng trọng yếu. Tài liệu phục vụ đắc lực cho việc soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật an ninh lưới điện thông minh, giúp giảm thiểu nguy cơ thiệt hại kinh tế ước tính hàng chục triệu USD do sự cố mất điện diện rộng gây ra.

Câu hỏi thường gặp

Bộ đo thông minh đóng vai trò gì trong việc gia tăng nguy cơ an ninh mạng cho hệ thống điện? Bộ đo thông minh đóng vai trò là điểm kết nối trực tiếp giữa hộ tiêu thụ và trung tâm điều độ. Khác với công tơ cơ khí truyền thống, thiết bị này tích hợp bộ vi xử lý và kênh truyền thông hai chiều. Nếu bị chiếm quyền điều khiển, kẻ tấn công có thể thay đổi dữ liệu phụ tải hoặc gửi lệnh ngắt mạch hàng loạt, gây mất cân bằng cung cầu trên diện rộng.

Tại sao nghiên cứu lại lựa chọn nền tảng mô phỏng SCORE thay vì các phần mềm truyền thống? Phần mềm mô phỏng truyền thống thường chỉ xử lý riêng biệt giao thức mạng hoặc động lực học điện lực. Nền tảng SCORE cho phép đồng mô phỏng thời gian thực, kết hợp sự kiện mạng rời rạc với dòng công suất liên tục. Nhờ đó, nghiên cứu đo lường chính xác độ trễ thông tin từ 50 đến 200 mili-giây ảnh hưởng thế nào đến độ lệch tần số của lưới điện.

Tấn công ngắt kết nối đồng loạt gây ra những thiệt hại kỹ thuật cụ thể nào? Khi khoảng 40% công tơ bị ngắt kết nối cùng lúc, phụ tải tiêu thụ sụt giảm đột ngột tạo ra sự dư thừa công suất tức thời. Tần số lưới điện sẽ tăng vọt vượt ngưỡng cho phép 50.5 Hz, kích hoạt các rơ-le bảo vệ ngắt máy phát điện, từ đó dẫn đến hiện tượng rã lưới dây chuyền và làm gián đoạn nguồn cấp điện của hàng triệu người dùng.

Nguồn năng lượng tái tạo phân tán làm tăng độ phức tạp của an ninh lưới điện ra sao? Năng lượng mặt trời và gió có tính chất biến thiên liên tục theo thời tiết. Khi người tiêu dùng trở thành nhà cung cấp điện nhỏ lẻ, luồng công suất đảo chiều liên tục. Nếu dữ liệu công suất phát từ các nguồn này bị kẻ xấu thao túng sai lệch 20% đến 30%, hệ thống điều độ trung tâm sẽ không kịp huy động nguồn dự phòng, làm trầm trọng thêm sự cố mất ổn định.

Giải pháp nào được đánh giá là cấp thiết nhất để bảo vệ hạ tầng đo đếm thông minh? Giải pháp cấp thiết nhất là triển khai mã hóa đầu cuối với chuẩn khóa bảo mật cao và cơ chế chữ ký số cho từng lệnh điều khiển. Biện pháp này ngăn chặn triệt để các hành vi tiêm gói tin giả mạo và bảo đảm tính toàn vẹn của dữ liệu đo đếm, giúp giảm thiểu hơn 90% các nguy cơ tấn công xâm nhập từ xa.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện bối cảnh chuyển dịch năng lượng và các nguy cơ an ninh mạng tiềm ẩn trong hạ tầng đo đếm thông minh của lưới điện thế hệ mới.
• Công trình đã thiết lập thành công mô hình đồng mô phỏng trên nền tảng SCORE, phát triển hoàn thiện các module đại diện cho bộ đo thông minh và nguồn phát bù tua-bin khí.
• Kết quả thực nghiệm chứng minh định lượng rằng các cuộc tấn công thao túng dữ liệu hoặc ngắt kết nối có thể làm sai lệch dự báo phụ tải tới 35% và gây mất ổn định tần số nghiêm trọng.
• Đề tài đã đề xuất hệ thống bốn giải pháp khả thi bao gồm mã hóa dữ liệu, phát hiện bất thường bằng học máy, tự động hóa cô lập sự cố và kiểm chuẩn an ninh định kỳ.
• Về lộ trình phát triển tiếp theo, các mô hình mô phỏng cần được mở rộng thử nghiệm trên các lưới điện vi mô thực tế với quy mô trên 1.000 nút trong vòng 12 đến 24 tháng tới.

Các đơn vị quản lý vận hành năng lượng, các viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ cần khẩn trương phối hợp ứng dụng các mô hình đánh giá an toàn không gian mạng, tích hợp các lớp bảo mật ngay từ giai đoạn thiết kế để bảo đảm sự an toàn bền vững cho hệ thống năng lượng quốc gia.

Trích đoạn nội dung tài liệu

UNIVERSITE NATIONALE DU VIETNAM, HANOI INSTITUT FRANCOPHONE INTERNATIONAL NOUCKSA BOUNTHONG VERS LA PRISE EN COMPTE DES ATTAQUES DE SECURITE DANS LES COMPTEURS INTELLIGENTS DU SMART GRID NGHIEN CUU CAC TAN CONG AN NINH BANG BO DO THONG MINH CUA LUOI THONG MINH Spécialité : Réseaux et Systemes Communicants Code: Programme pilote MEMOIRE DE FIN D’ETUDES DU MASTER INFORMATIQUE Sous la direction de : Dr Vanea CHIPRIANOV, Maitre de conférences. Lu et validé, bon pour la soutenance HANOI — 2015 ATTESTATION SUR L’HONNEUR Jatteste sur honneur que ce mémoire a été réalisé par moi-méme et que les données et les résultats qui y sont présentés sont exacts et n'ont jamais été publiés ailleurs. La source des informations citées dans ce mémoire a été bien précisée. LOL CAM DOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực vả chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Signature de I’ étudiant TS. pn) NOUCKSA Bounthong REMERCIEMENTS Je tiens 4 remercicr tout d’abord Monsicur Nguyon Hong Quang, Professeur d’informatique a l'Institut Francophone Intemational (II), Université Nationale du Vietnam, Hanoi, qui m’a recommandé pour cette offre de stage.

Je remercie Monsieur Vanea CIDIPRIANOV el Monsieur Laurent GALLON, Mailre dc ~~ conférenecs, = Département r AUX ch télécommunications, IUT des Pays de l'Adour, Mont-de-Marsan, France, pour leur encadrement sans faille, le suivi qu’ils ont apparté 4 mon stage, leurs conseils, les nombreuses discussions que nous avons pu avoir tout au long de la réalisation de ce stage, aussi pour Pinspiration, et pour le temps qu’ils ont bien voulu me consacrer. Je souhaile remercicr Monsicur Shidoush SIAMI Prolesscur agrégeé, Monsieur Patrick CHARRIN, Assistance technique, Département réseaux et télécommunications, |U'T des Pays de l'Adour, Mont -de-Marsan, France, qui mont donné des connaissances dans le domaine de réseau électrique. Je tiens 4 remercier Jamal EL ILACIIEM, Doctorant, LIUPPA, Université de Pau ct des Pays de Adour, Mont-de-Marsan, France, pour ses aides a plusieurs reprises. Enfin, j’adresse mes plus sincéres remerciements 4 ma famille, qui m’a toujours soutenue et encouragée au cours de la réalisation de ce mémoire.

TABLE DES FIGURES Figure | : L’évaluation de la production 4’ énergie de la France (Source [3]). Figure 2: La structure duréscan électrique (couche 1) 3 Figure 3 : La structure du réseau de communications du Smart Grid (couche 2). Figure 4 : Linky le compteur intelligent de la France Figure 5: 1 interface ulilisalour graphique de SCORF|29] Figure 6 : L’ interface utilisateur graphique de CORK source[53]. Figure 7 : L’architecture de SCORE[29] Figure 8 : Diagramme de classe de fonctionnalité développé Figurc 9: La Iiste dus Íichien log đanalyse.

- Figure 10 : Log de la production totale du réseau électrique. Figure 11 : Log de loffre et la demande électrique totale dans le réseau 6lectrique30 Figure 12 : Log de la demando électrique souhaitée de chaque maison .30 Ligure 13 ; Log de la consommation réelle de chaque maison.31 Figure 14 : Log de la production électrique de chaque maison. 31 Figure 15 : La carts de France - -33 Figure 16 : Le réseau électrique simulé pour le cas đattaque đe sêourit.34 Figure 17 : La demande d’électricité moyenne quotidienne au Royaume “Unis[58]36 Figure 18 : Le profil de consommation d’ énergie sirmulé 36 Figure 19 : Le profil de production d’énergie simul. Figure 20 : Le point de la connexion des attaquants dans le réseauSlectrique 39 Figure 21 : Te réseau électrique avant Ïattaque Figure 22 : Le réscau électrique pendant l’attaque.

Ligure 23 : Le résultat du cas d’attaque pour la premiére exécution. Figure 24 : Le résullal de la production pour la premiére exéeulion Figure 25 : Le résultat du cas d’attaque pour la deuxiéme exécution. Figure 26 : Le résultat de la production pour la deuxiéme exécution.1 Présentation de SCORL 3.2 Architecture de SCORE .3 Nơuveaux modèlas et foncHonnalités ajoutés.1 Modéle du compleur imelligen, el turbinea gaz -27 3.2 Algorithme d’équilibrage de charge du réseau électrique.4 Hvaluation du SCORE.