Robust Detection and Mitigation of PTP Time Synchronization Attacks on PMU Measurements in Digital Substations: A Redundancy-Based Architecture

Vladimír Szomosi; Marek Bobček; Július Šimčák Július Šimčák; Róbert Štefko; Zsolt Čonka

Robust Detection and Mitigation of PTP Time Synchronization Attacks on PMU Measurements in Digital Substations: A Redundancy-Based Architecture

Authors

Vladimír Szomosi Katedra elektroenergetiky https://orcid.org/0009-0000-0699-1536
Marek Bobček Katedra elektroenergetiky https://orcid.org/0009-0004-1912-211X
Július Šimčák Katedra elektroenergetiky https://orcid.org/0009-0001-2600-5825
Róbert Štefko Katedra elektroenergetiky https://orcid.org/0000-0002-2477-4559
Zsolt Čonka Katedra elektroenergetiky https://orcid.org/0000-0001-6620-4354

Abstract

Digitalizácia energetiky zvyšuje závislosť systémov WAMS a jednotiek PMU na presnej časovej synchronizácii (PTP), čo vytvára priestor pre nebezpečné útoky na časové signály. Táto štúdia dokazuje, že aj minimálna manipulácia s časom spôsobí chybu merania (TVE) nad kritickú hranicu 1 %. Ako riešenie navrhujeme architektúru s trojitou modulárnou redundanciou (TMR) a inovatívnym hlasovacím algoritmom, ktorý nepretržite verifikuje dáta z troch nezávislých serverov. Simulácie potvrdili, že tento mechanizmus dokáže útok efektívne izolovať a udržať presnosť merania v rámci noriem. Ide o kľúčový prvok pre stabilitu a bezpečnosť moderných digitálnych rozvodní voči sofistikovaným kybernetickým hrozbám.

Downloads

Published

2026-06-29

Issue

Vol. 19 No. 1 (2026)

Section

Power Systems Relaying, Faults Analysis

License

Authors of the contribution acknowledge that the contributed article has not been up to the day published in any journal, neither has it been submitted for publishing in another journal. At a time, Authors delegate to the editorial board of ELEKTROENERGETIKA journal the authority to publish the contributed article on the journal Internet WEB page (https://jeen.fei.tuke.sk) at understanding that the journal editorial board assumes no responsibility for damages suffered due to use of acts, methods, products, instructions for use or other ideas published by the article authors, neither for by them advertised information. Authors represent that they are fully aware of the fact that articles are not being linguistically corrected by the journal editorial staff, and that they hence assume unlimited responsibility for lingual correctness.