Анализ последствий атак на элементы системы синхронизации, функционирующие по алгоритму BTCA на основе протокола точного времени

Протокол точного времени получил широкое распространение во многих сферах, включая такие критически важные отрасли, как энергетический и промышленный комплексы, экономика и связь ‒ где точность синхронизации является необходимым условием функционирования. Несвоевременность получения данных, вызванная возникновением отклонения шкалы времени, может привести к неисправности, что недопустимо. Общедоступность данного протокола делает его привлекательным для потенциального нарушителя, который может вмешаться в работу устройств. Следовательно, все большую актуальность приобретает задача выявления подобных воздействий на начальном этапе с целью недопущения дальнейшего рассогласования системы.

Цель: исследовать вероятные стратегии атак на элементы системы синхронизации, функционирующие по алгоритму поиска лучшего источника; на основе сформированных стратегий атак разработать имитационные модели функционирования элементов системы синхронизации в условиях воздействия атак.

Методы: сбор, систематизация и анализ научно-технической информации, имитационное моделирование с применением агентного подхода.

Результаты: разработан комплекс имитационных моделей процесса функционирования элементов системы синхронизации, функционирующих по алгоритму поиска лучшего источника в условиях воздействия информационных атак.

Теоретическая значимость: на основе комплекса разработанных моделей возможно отслеживать состояния портов устройств протокола точного времени, определять время сходимости алгоритма поиска лучшего источника и в целом отслеживать процесс функционирования элементов системы синхронизации, исходя из атрибутов портов устройств, характеристик каналов связи и различных стратегий проведения атак.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы на реальных сетях связи для выявления скомпрометированных устройств системы синхронизации при наличии информации о характеристиках узлов связи. Имея в наличии статистику оценки времени сходимости алгоритма поиска лучшего источника и сведения о состоянии портов устройств, можно сделать вывод о вероятных объектах атаки и предпринять шаги по ликвидации деструктивных воздействий.

1. IEEE 1588-2019 Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems. DOI:10.1109/IEEESTD.2020.9120376

2. Рыжков А.В. Частотно-временное обеспечение в сетях электросвязи: учебное пособие для вузов. М.: Горячая линия – Телеком, 2021. 270 с.

3. Лоховин В.А., Шварц М.Л., Рыжков А.В. Перспективные направления развития систем связи и синхронизации сложных инфраструктурных объектов // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2024. Т. 18. № 11. С. 30‒37. DOI:10.36724/2072-8735-2024-18-11-30-37. EDN:UZQBNC

4. Мазуренко Д.К. Аспекты построения системы частотно-временной сетевой синхронизации сигналов // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2017. Т. 11. № 8. С. 4‒8. EDN:ZGFBST

5. Прошин Ф.А., Сторожук М.Н., Сторожук Н.Л. Методы синхронизации в сетях связи // Первая миля. 2024. № 2(118). С. 62‒69. DOI:10.22184/2070-8963.2024.118.2.62.69. EDN:BQBPFX

6. Alghamdi W., Schukat M. Cyber Attacks on Precision Time Protocol Networks - A Case Study // Electronics. 2020. Vol. 9(9). P. 1398. DOI:10.3390/electronics9091398. EDN:BVQULX

7. Alghamdi W., Schukat M. Precision time protocol attack strategies and their resistance to existing security extensions // Cybersecurity. 2021. Vol. 4(1). P. 12. DOI:10.1186/s42400-021-00080-y. EDN:WBOCZY

8. Moradi M., Jahangir A.H. A Petri net model for Time‐Delay Attack detection in Precision Time Protocol‐based networks // IET Cyber-Physical Systems: Theory & Applications. 2024. Vol. 9. Iss. 4. PP. 407‒423. DOI:10.1049/cps2.12088

9. Moussa B., Kassouf M., Hadjidj R., Debbabi M., Assi C. An Extension to the Precision Time Protocol (PTP) to Enable the Detection of Cyber Attacks // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2019. Vol. 16. Iss. 1. PP. 18‒27. DOI:10.1109/TII.2019.2943913

10. Мазуренко Д.К., Пальцин Д.А., Фень А.С., Федоров А.В., Шварц М.Л. Угрозы безопасности для протоколов сетевого времени в сетях с коммутацией пакетов // Электросвязь. 2024. № 10. С. 69‒74. DOI:10.34832/ELSV.2024.59.10.010. EDN:LOHBJL

11. Опарин Е.В. Функционирование системы частотно-временного обеспечения железнодорожного транспорта в условиях воздействия дестабилизирующих факторов. М.: ООО «Издательский центр РИОР», 2025. 248 с. DOI:10.29039/02173-6. EDN:VVRPWS

12. Саенко И.Б., Лаута О.С., Карпов М.А., Крибель А.М. Модель угроз ресурсам ИТКС как ключевому активу критически важного объекта инфраструктуры // Электросвязь. 2021. № 1. С. 36‒44. DOI:10.34832/ELSV.2021.14.1.004. EDN:OYYZGF

13. Карпов М.А., Митрофанов М.В., Лаута О.С., Пальцин Д.А. Методика управления защитой информационно-телекоммуникационной сети // Электросвязь. 2021. № 12. С. 49‒57. DOI:10.34832/ELSV.2021.25.12.007 EDN:CYNHOX

14. Канаев А.К., Опарин Е.В., Горбач А.Н. Моделирование атаки на систему управления сетью синхронизации // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2020. № 72. С. 35‒47. DOI:10.21667/1995-4565-2020-72-35-47. EDN:HYKAKY

15. Бунцев И.А. Создание и реализация имитационных моделей в программной среде AnyLogic. М.: Горячая Линия − Телеком, 2016. 154 с.