王 勇, 冯秀楠, 顾 龙, 成 云, 苏子然, 朱毅文, 周 林

(1.上海电力大学, 上海 200090; 2.上海云剑信息技术有限公司, 上海 200433)

凭借着出色的传输性能及便捷的通信方式,基于IEEE 802.11标准的无线局域网通信成为人们工作和生活中不可或缺的一部分。但由于无线网络在传输过程中不受电缆传输介质的保护,使其与有线网络相比更容易受到恶意攻击。无线局域网的广播性质使其容易受到多种类型的无线注入攻击[1],一旦攻击者找到突破点则攻击成功的可能性很大,从而造成巨大的经济损失[2]。

无线局域网的安全机制要求在利用无线局域网进行信息传输时,应将信息安全可靠地发送到目标主机,且被接收后,仅有目标主机能够对信息进行解码[3]。近年来,随着系统漏洞的出现,网络攻击的概率大大增加[4]。当前无线局域网主要有中间人攻击(Man-in-the-Middle Attack,MITM)和拒绝服务(Denial of Service,DoS)。本文将重点关注MITM攻击,因为这种类型的攻击可以包括许多单独的攻击,如干扰攻击[5-6]、DoS攻击[7]、蜜罐攻击等。

Wifi的MITM攻击一旦发生在西门子变频器驱动电机的无线通信中,可能导致电机失控,引发控制电机的正转、反转,甚至停转[8]。在这种状况下,攻击者与变频器建立单独的连接并私自建立传输,而此时监控电机的操作界面却无任何异常,整个通信过程彻底被攻击者操控,将会引发不可预知的威胁。

针对上述问题,本文采用西门子变频器V20上的西门子SINAMICS V20Wifi Module 智能连接块,实现手机或者操作员站通过Wifi连接西门子V20变频器,对西门子变频电机的转速、旋转方向、启停进行控制。……