Published April 12, 2024
| Version v1
Publication
Open
Privacy and security of advanced metering infrastructure (AMI) data and network: a comprehensive review
- 1. Kwame Nkrumah University of Science and Technology
Description
Abstract The traditional electrical grid has to be digitally improved as digitalization and effective integration of renewable energy bring better efficiency, intelligence, and safety into the grid; hence, the transition from the traditional grid to a smart grid. A smart grid is a modernized and digitalized standard electrical infrastructure that has a key component known as the advanced metering infrastructure (AMI). AMI, also known as smart metering, is a key technological enabler of the smart grid that allows automatic collection and reporting of power-consumed data via two-way communication networks. However, the collected power consumption data is confidential; hence, its privacy must be maintained. Similarly, for the benefit of the smart grid to be consistently maximized, the AMI data and network security must always be intact despite the evolving threats and attacks targeted at it. This paper provides a comprehensive review of the existing vulnerabilities/attacks, security and privacy challenges associated with the smart metering data and network system, its open issues, and future direction. The major contributions of this review paper lie in the AMI vulnerabilities, AMI state-of-the-art security schemes with their pros and cons, its communication protocols analysis, and its emerging security measures. This gave enumerated recommendations for the efficiency improvement of AMI security in terms of its latency reduction while implementing efficient security measures in its future work.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يجب تحسين الشبكة الكهربائية التقليدية رقميًا لأن الرقمنة والتكامل الفعال للطاقة المتجددة يجلبان كفاءة وذكاء وسلامة أفضل إلى الشبكة ؛ وبالتالي، فإن الانتقال من الشبكة التقليدية إلى الشبكة الذكية. الشبكة الذكية هي بنية تحتية كهربائية قياسية حديثة ورقمية تحتوي على مكون رئيسي يعرف باسم البنية التحتية المتقدمة للقياس (AMI). AMI، المعروف أيضًا باسم القياس الذكي، هو عامل تمكين تكنولوجي رئيسي للشبكة الذكية يسمح بالجمع التلقائي للبيانات المستهلكة للطاقة والإبلاغ عنها عبر شبكات الاتصالات ثنائية الاتجاه. ومع ذلك، فإن بيانات استهلاك الطاقة التي تم جمعها سرية ؛ وبالتالي، يجب الحفاظ على خصوصيتها. وبالمثل، من أجل تعظيم فائدة الشبكة الذكية باستمرار، يجب أن تكون بيانات AMI وأمن الشبكة دائمًا سليمة على الرغم من التهديدات والهجمات المتطورة التي تستهدفها. تقدم هذه الورقة مراجعة شاملة لنقاط الضعف/الهجمات الحالية، وتحديات الأمن والخصوصية المرتبطة ببيانات القياس الذكية ونظام الشبكة، وقضاياها المفتوحة، والتوجه المستقبلي. تكمن المساهمات الرئيسية لورقة المراجعة هذه في نقاط ضعف AMI، ومخططات الأمان الحديثة لـ AMI مع إيجابياتها وسلبياتها، وتحليل بروتوكولات الاتصال الخاصة بها، وتدابيرها الأمنية الناشئة. وقد قدم هذا توصيات معدودة لتحسين كفاءة أمن AMI من حيث تقليل زمن الوصول مع تنفيذ تدابير أمنية فعالة في عملها المستقبلي.Translated Description (French)
Résumé Le réseau électrique traditionnel doit être amélioré numériquement à mesure que la numérisation et l'intégration efficace des énergies renouvelables améliorent l'efficacité, l'intelligence et la sécurité du réseau ; d'où la transition du réseau traditionnel vers un réseau intelligent. Un réseau intelligent est une infrastructure électrique standard modernisée et numérisée qui comporte un élément clé connu sous le nom d'infrastructure de mesure avancée (ami). Ami, également connu sous le nom de comptage intelligent, est un catalyseur technologique clé du réseau intelligent qui permet la collecte et le signalement automatiques des données de consommation d'énergie via des réseaux de communication bidirectionnels. Cependant, les données de consommation d'énergie collectées sont confidentielles ; par conséquent, leur confidentialité doit être maintenue. De même, pour que les avantages du réseau intelligent soient constamment maximisés, la sécurité des données et du réseau ami doit toujours être intacte malgré l'évolution des menaces et des attaques qui y sont ciblées. Ce document fournit un examen complet des vulnérabilités/attaques existantes, des défis en matière de sécurité et de confidentialité associés au système de réseau et de données de comptage intelligent, de ses problèmes en suspens et de son orientation future. Les principales contributions de ce document de synthèse résident dans les vulnérabilités d'ami, les systèmes de sécurité de pointe d'ami avec leurs avantages et leurs inconvénients, son analyse des protocoles de communication et ses mesures de sécurité émergentes. Cela a donné des recommandations énumérées pour l'amélioration de l'efficacité de la sécurité ami en termes de réduction de la latence tout en mettant en œuvre des mesures de sécurité efficaces dans ses travaux futurs.Translated Description (Spanish)
Resumen La red eléctrica tradicional debe mejorarse digitalmente, ya que la digitalización y la integración efectiva de las energías renovables aportan una mejor eficiencia, inteligencia y seguridad a la red; por lo tanto, la transición de la red tradicional a una red inteligente. Una red inteligente es una infraestructura eléctrica estándar modernizada y digitalizada que tiene un componente clave conocido como infraestructura de medición avanzada (AMI). La AMI, también conocida como medición inteligente, es un habilitador tecnológico clave de la red inteligente que permite la recopilación y el informe automáticos de datos consumidos de energía a través de redes de comunicación bidireccionales. Sin embargo, los datos de consumo de energía recopilados son confidenciales; por lo tanto, se debe mantener su privacidad. Del mismo modo, para que el beneficio de la red inteligente se maximice constantemente, la seguridad de los datos y la red de AMI siempre debe estar intacta a pesar de las amenazas y ataques en evolución dirigidos a ella. Este documento proporciona una revisión exhaustiva de las vulnerabilidades/ataques existentes, los desafíos de seguridad y privacidad asociados con los datos de medición inteligente y el sistema de red, sus problemas abiertos y la dirección futura. Las principales contribuciones de este documento de revisión se encuentran en las vulnerabilidades de AMI, los esquemas de seguridad de vanguardia de AMI con sus pros y sus contras, su análisis de protocolos de comunicación y sus medidas de seguridad emergentes. Esto dio recomendaciones enumeradas para la mejora de la eficiencia de la seguridad de AMI en términos de su reducción de latencia al tiempo que implementa medidas de seguridad eficientes en su trabajo futuro.Files
s44147-024-00422-w.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5c8feb0409950b29dfb0397c21053f11
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- خصوصية وأمن بيانات وشبكة البنية التحتية للقياس المتقدم (AMI): مراجعة شاملة
- Translated title (French)
- Confidentialité et sécurité des données et du réseau de l'infrastructure de mesure avancée (ami) : un examen complet
- Translated title (Spanish)
- Privacidad y seguridad de los datos y la red de la infraestructura de medición avanzada (AMI): una revisión exhaustiva
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4394761749
- DOI
- 10.1186/s44147-024-00422-w
References
- https://openalex.org/W1523756834
- https://openalex.org/W1528996953
- https://openalex.org/W1972050456
- https://openalex.org/W1975153313
- https://openalex.org/W2001037672
- https://openalex.org/W2001966745
- https://openalex.org/W2031080041
- https://openalex.org/W2044857874
- https://openalex.org/W2130155141
- https://openalex.org/W2132594929
- https://openalex.org/W2142762628
- https://openalex.org/W2235810008
- https://openalex.org/W2493762643
- https://openalex.org/W2512412553
- https://openalex.org/W2516583486
- https://openalex.org/W2524025528
- https://openalex.org/W2530565048
- https://openalex.org/W2552129899
- https://openalex.org/W2552272563
- https://openalex.org/W2560842227
- https://openalex.org/W2584583502
- https://openalex.org/W2605163979
- https://openalex.org/W2730936454
- https://openalex.org/W2732256184
- https://openalex.org/W2735003185
- https://openalex.org/W2739998199
- https://openalex.org/W2747480149
- https://openalex.org/W2751163291
- https://openalex.org/W2783780512
- https://openalex.org/W2799636987
- https://openalex.org/W2800348009
- https://openalex.org/W2805092202
- https://openalex.org/W2806339919
- https://openalex.org/W2884968377
- https://openalex.org/W2898034384
- https://openalex.org/W2904205218
- https://openalex.org/W2911804888
- https://openalex.org/W2911981000
- https://openalex.org/W2921514674
- https://openalex.org/W2922172223
- https://openalex.org/W2964488202
- https://openalex.org/W2964913305
- https://openalex.org/W2966553578
- https://openalex.org/W2966631106
- https://openalex.org/W2999772819
- https://openalex.org/W2999814379
- https://openalex.org/W3005173691
- https://openalex.org/W3039148810
- https://openalex.org/W3043601574
- https://openalex.org/W3046600448
- https://openalex.org/W3081538755
- https://openalex.org/W3089851493
- https://openalex.org/W3096158752
- https://openalex.org/W3097185703
- https://openalex.org/W3107032964
- https://openalex.org/W3111741525
- https://openalex.org/W3116546924
- https://openalex.org/W3120374063
- https://openalex.org/W3130146167
- https://openalex.org/W3132134440
- https://openalex.org/W3137553285
- https://openalex.org/W3158977067
- https://openalex.org/W3161028443
- https://openalex.org/W3161095879
- https://openalex.org/W3166227898
- https://openalex.org/W3184115396
- https://openalex.org/W3194438867
- https://openalex.org/W3198388278
- https://openalex.org/W3205631650
- https://openalex.org/W4200016541
- https://openalex.org/W4200292188
- https://openalex.org/W4210839601
- https://openalex.org/W4225321529
- https://openalex.org/W4226060123
- https://openalex.org/W4282913415
- https://openalex.org/W4283586863
- https://openalex.org/W4283820151
- https://openalex.org/W4285242984
- https://openalex.org/W4286979396
- https://openalex.org/W4288075902
- https://openalex.org/W4289820826
- https://openalex.org/W4292241706
- https://openalex.org/W4297238494
- https://openalex.org/W4303579410
- https://openalex.org/W4303981459
- https://openalex.org/W4311146117
- https://openalex.org/W4312698209
- https://openalex.org/W4313189703
- https://openalex.org/W4313229349
- https://openalex.org/W4367670618
- https://openalex.org/W4387166884