電動車普及步伐加快，交通運輸與電力系統之間的連繫愈趨緊密，惟這種融合在帶來創新之餘，亦埋下前所未見的安全隱患。香港理工大學研究團隊近日識別出一種新型跨系統網絡攻擊手法，其特別之處在於攻擊者無須闖入戒備森嚴的電力通訊網絡，只要從電動車的充電導航系統入手，便能將大批車輛同時引導至同一個充電站，令電力需求於短時間內高度集中，最終可能觸發局部停電，或削弱電網服務的可靠程度。
研究指出，過往大部分針對電力系統的網絡攻擊，均須入侵電網專用的安全通訊網絡，不僅難度大，成本亦相當高。相較之下，面向司機的充電導航系統防護明顯較為薄弱，因而成為攻擊者的突破口。這次研究亦揭示，攻擊源頭可以位於配電網以外，再透過電動車的充電行為一層一層傳導開去，最終對電網的安全運作構成威脅。
該項研究由理大電機及電子工程學系副系主任（研究）及教授卜思齊教授率領，重點關注信息物理交通系統與信息物理電力系統高度融合所衍生的風險。所謂信息物理交通系統，是將通訊網絡整合至交通系統之中，用於交通監控、路線規劃及出行管理；信息物理電力系統則是把通訊網絡整合至電力系統，確保發電、輸電與配電等環節能夠可靠地監測、保護及控制。兩者整合雖具創新性，但同時亦留下潛在安全漏洞。
研究團隊進一步發現，攻擊者可藉系統漏洞，向充電價格及交通流量數據發動「稀疏向量攻擊」，即僅以極少量、經過精心挑選的虛假數據，便足以誤導系統作出錯誤判斷，令日益互聯的基礎設施面對新的安全風險。
卜教授表示：「這項研究展示了網絡攻擊如何由一個系統跨越至另一個系統。透過揭示跨系統攻擊的破壞潛力，我們希望提高公眾的風險意識，並推動更完善的預防措施。」
鑑於此類攻擊對信息物理電力系統的破壞力極強，一旦發生，後果可能相當嚴重。研究除了釐清攻擊的運作方式與潛在影響，亦提出多項具體防禦建議，包括加強對異常充電價格與交通信號的監測、強化通訊網絡保護，以及盡早識別電動車充電導航系統中的異常推薦模式。
相關研究已於《IEEE 交通電氣化學報》（IEEE Transactions on Transportation Electrification）發表。除識別潛在的跨系統網絡攻擊手法及相關風險外，該研究亦為提升電力—交通耦合系統的韌性提供寶貴見解。
卜教授補充：「隨著電動車日益普及，交通系統與電力系統之間的連結將更緊密，網絡安全的重要性亦將持續提升。我們的研究有助營造更安全的充電環境，促進充電服務與系統的整合，並支持電動車在香港、國家以至全球的普及。」
據介紹，卜教授的研究重點涵蓋電力系統的穩定性、運行及經濟性，並特別關注可再生能源併網、智能電網應用及交通電氣化。其團隊同時探索新型高比例可再生能源電力系統的動態安全風險評估，以及電力與交通系統的協同運行，以期達致更安全、可靠及具韌性的系統表現。最近，研究團隊與天津大學、南方電網及中華電力在國家自然科學基金委員會/香港研究資助局聯合研究計劃的「大灣區城市構網型分佈式能源集羣信息—物理協同調控防禦理論與方法」項目中展開緊密合作。相關成果有望減輕用戶對電壓驟降與其他電力品質問題的憂慮，並整體提升香港及大灣區內外的信息物理電力系統的安全水平。
由理大電機及電子工程學系副系主任（研究）及教授卜思齊教授帶領的研究，聚焦信息物理交通系統與信息物理電力系統高度融合所帶來的跨系統網絡攻擊風險。
圖中模擬展示黑客篡改電動車充電導航數據，使B站看似最快抵達（8分鐘），誘導多輛電動車同時湧向同一充電站。理大研究人員揭示此類跨系統網絡攻擊如何威脅電力系統安全運行。
攻擊者只需操縱充電導航應用程式所顯示的充電價格，即可隱蔽地將大量車輛引導至同一充電站，令需求過度集中，威脅電網安全。
