As an important cyber-physical system (CPS), smart grid is highly vulnerable to cyber attacks. Amongst various types of attacks, false data injection attack (FDIA) proves to be one of the top-priority cyber-related issues and has received increasing attention in recent years. However, so far little attention has been paid to privacy preservation issues in the detection of FDIAs in smart grid. Inspired by federated learning, a FDIA detection method based on secure federated deep learning is proposed in this paper by combining Transformer, federated learning and Paillier cryptosystem. The Transformer, as a detector deployed in edge nodes, delves deep into the connection between individual electrical quantities by using its multi-head self-attention mechanism. By using federated learning framework, our approach utilizes the data from all nodes to collaboratively train a detection model while preserving data privacy by keeping the data locally during training. To improve the security of federated learning, a secure federated learning scheme is designed by combing Paillier cryptosystem with federated learning. Through extensive experiments on the IEEE 14-bus and 118-bus test systems, the effectiveness and superiority of the proposed method are verifed.


翻译:作为一个重要的网络物理系统(CPS),智能网格极易受到网络攻击的伤害。在各种类型的攻击中,假数据注入攻击(FDIA)被证明是高度优先的网络相关问题之一,近年来受到越来越多的关注。然而,迄今为止,在发现智能网中的FDIA时,很少注意隐私保护问题。在联邦学习的启发下,通过将变异器、联合学习和Paillier加密系统结合起来,本文提出了一个基于安全联合深层次学习的FDIA探测方法。变异器作为部署在边缘节点的探测器,利用其多头自留机制深入挖掘个人电量之间的联系。我们的方法利用所有节点的数据,通过使用联合学习框架,利用所有节点的数据对探测模型进行协作性培训,同时通过在培训期间保留当地的数据来保护数据隐私。为了提高FDI学习的安全性,设计了一个安全的FDIA发现系统,将PAillier加密系统与联邦化学习结合起来。通过广泛试验IEEE 14-Bus 和118 Bus测试系统,通过拟议的IEE-Riorality and 118-Basurgystem is the the 14-fority and besturgylest and bestrews

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