dizertační práce

Modelování a hodnocení kybernetické bezpečnosti elektroenergetických systémů

Text práce 2.1 MB Teze 2.1 MB

Autor práce: Ing. Petr Blažek, Ph.D.

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: doc. Ing. Václav Zeman, Ph.D.

Oponenti: doc. Ing. Ladislav Pospíchal, CSc., doc. Mgr. Karel Slavíček, Ph.D.

Abstrakt:

Disertační práce se zabývá kybernetickou bezpečností chytrých sítí, se zaměřením na datovou komunikaci a zajištění bezpečnosti přenosové a distribuční soustavy. V kontextu narůstající digitalizace a vzájemného propojení operačních technologií se práce soustředí na návrh realistické sandbox architektury pro výzkum, testování a vzdělávání v oblasti kybernetické bezpečnosti elektroenergetických systémů.
Hlavním výstupem je modulární a škálovatelné testovacího prostředí, které kombinuje fyzické, emulované a virtualizované komponenty, umožňující simulaci provozu elektrických stanic, modelování útoků a ověřování mitigačních opatření bez rizika pro reálnou infrastrukturu. Východiskem pro návrh byla systematická analýza komunikační architektury chytrých sítí s využitím standardů IEC 61850 a IEC 60870, doplněná o modelování přenosových charakteristik zpráv prostřednictvím teorie front (M/M/1, M/D/1, MMPP).
Součástí řešení je vícevrstvá bezpečnostní analýza využívající metody STRIDE a MITRE ATT&CK, která identifikuje zranitelnosti protokolů a zařízení. Výsledky byly následně porovnány s požadavky standardů IEC 62351, IEC 62443, NIST 800-82 a doporučeními ENISA. Výsledné prostředí umožňuje efektivní a technicky věrné testování zátěžových scénářů, školení odborného personálu a generování reprezentativních dat pro další výzkum. Práce tak přispívá ke zvýšení odolnosti elektroenergetických systémů vůči kybernetickým hrozbám a podporuje rozvoj aplikované bezpečnosti v oblasti elektroenergetické kritické infrastruktury.

Klíčová slova:

chytré sítě, distribuční soustava, IEC 60870-5-104, IEC 61850, IEC 62351, IEC 62443, kritická infrastruktura, kybernetická bezpečnost, MITRE ATT&CK, NIST~800-82, přenosová soustava, STRIDE

Termín obhajoby

03.02.2026

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaPznamka

Průběh obhajoby

Disertant jasně a stručně přednesl vědecké výsledky práce. Zodpověděl všechny dotazy členů komise a komise byla s odpověďmi spokojena.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Ústav

Ústav telekomunikací

Studijní program

Teleinformatika (DKC-TLI)

Složení komise

prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc. (předseda)
doc. Ing. Martin Kyselák, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Urban, CSc. (člen)
prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka (člen)
doc. Ing. Radek Fujdiak, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc. (člen)
doc. Ing. Ladislav Pospíchal, CSc. (člen)
doc. Mgr. Karel Slavíček, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
doc. Ing. Václav Zeman, Ph.D.

Doktorand Ing. Petr Blažek se ve své disertační práci zabývá problematikou kyberbezpečnosti průmyslových a elektroenergetických systémů, se zaměřením na návrh a realizaci experimentálních a testovacích prostředí pro výzkum bezpečnosti průmyslových technologií. Zvolené téma odpovídá současným výzkumným směrům v oblasti informačních a průmyslových technologií.
Doktorand v průběhu studia prokázal schopnost samostatné odborné práce a systematického přístupu k řešení zadaných výzkumných úloh. Práce vhodně kombinuje teoretická východiska s praktickou implementací experimentálních platforem a je založena na využití reálných průmyslových protokolů a technologií používaných v elektroenergetice a průmyslových systémech.
Výsledky disertační práce byly průběžně publikovány v mezinárodních časopisech a konferencích, včetně impaktovaných časopisů. Publikační činnost doktoranda je tematicky konzistentní a přímo souvisí s řešenou disertační problematikou, přičemž doktorand se na publikacích podílel jako hlavní nebo významný spoluautor.
Doktorand se dále podílel na řešení výzkumných projektů zaměřených na kybernetickou bezpečnost a průmyslové systémy, zejména v oblasti návrhu experimentálních prostředí a analýzy síťové komunikace. Absolvoval krátkodobou zahraniční výzkumnou stáž, jejímž výsledkem byla publikační činnost.
V průběhu doktorského studia se doktorand významně podílel na výuce laboratorních cvičení v oblasti datových přenosů a aplikované kryptografie. Tuto činnost hodnotím jako velice přínosnou jak pro studenty, tak pro chod pracoviště.
Na základě dosažených výsledků konstatuji, že doktorand splnil povinnosti vyplývající z doktorského studijního programu. Disertační práce splňuje veškeré požadavky na ni kladené a doporučuji jí k obhajobě.

Posudek oponenta
doc. Ing. Ladislav Pospíchal, CSc.

viz pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 3,61 MB

Posudek oponenta
doc. Mgr. Karel Slavíček, Ph.D.

viz pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 1,67 MB

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová