Evaluasi Dampak Serangan Man-in-the-Middle terhadap Performa Komunikasi ICS Berbasis PLC S7-1500

Nurrizky Ajihan, Dr.-Ing. Ir. Awang Noor Indra Wardana, S.T., M.T., M.Sc., IPM.; Dr. Eng. Ir. Dwi Joko Suroso, S.T., M.Eng., IPP.

2025 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Industrial Control System (ICS) memiliki peran penting dalam mengelola proses industri, namun adanya integrasi antara Teknologi Informasi dan Teknologi Operasional meningkatkan potensi kerentanan, terutama pada komunikasi data PLC Siemens S7-1500 yang menggunakan protokol S7CommPlus tanpa enkripsi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kerentanan tersebut terhadap serangan Man-in-the-Middle serta mengevaluasi dampaknya terhadap performa komunikasi ICS.

Penelitian ini menggunakan ICS Testbed yang terdiri dari PLC Siemens S7-1500, Engineering Workstation, dan Raspberry Pi yang menjalankan Kali Linux. Dua skenario serangan MitM diimplementasikan, yaitu modifikasi byte trailer dan injeksi data palsu ke memori PLC. Performa komunikasi dianalisis dengan mengukur metrik Round-Trip Time dan Throughput menggunakan Wireshark, dengan membandingkan data pada kondisi normal, saat serangan aktif, dan setelah serangan dihentikan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada skenario modifikasi byte trailer, terjadi peningkatan RTT sebesar 52,2?ri 100 ms menjadi 152,268 ms dan Throughput menurun 28,9?ri rata-rata 1,678 KBps menjadi 1,194 KBps pada saat serangan aktif, diikuti dengan pemutusan sesi. Pada skenario injeksi data palsu menunjukkan perubahan kecil pada RTT namun terdapat penurunan Throughput sebesar 13,18?ri 1,768 KBps menjadi 1,535 KBps. Penelitian ini menekankan pentingnya penerapan enkripsi dan sistem deteksi intrusi untuk meningkatkan keamanan serta menjaga performa komunikasi pada ICS.

Industrial Control Systems (ICS) are crucial in managing industrial processes. However, integrating Information Technology and Operational Technology increases potential vulnerabilities, especially in the data communication of Siemens S7-1500 PLCs that use the S7CommPlus protocol without encryption. This study aims to analyze these vulnerabilities against Man-in-the-Middle attacks and evaluate their impact on communication performance of ICS.

This research utilizes an ICS Testbed comprising a Siemens S7-1500 PLC, an Engineering Workstation, and a Raspberry Pi running Kali Linux. Two MitM attack scenarios are implemented, one involving modification of the byte trailer and another involving injection of false data into the PLC’s memory. Communication performance is analyzed by measuring Round-Trip Time and Throughput using Wireshark, with data compared across normal conditions, during active attacks, and after the attacks are halted.

The results showed that in the byte trailer modification scenario, the RTT increased by 52.2% from 100 ms to 152.268 ms, and Throughput decreased by 28.9% from an average of 1.678 KBps to 1.194 KBps during the active attack, followed by session termination. In the false data injection scenario, RTT showed minimal changes, but Throughput decreased by 13.18% from 1.768 KBps to 1.535 KBps. These findings underscore the importance of implementing encryption and intrusion detection systems to enhance security and maintain reliable communication performance within ICS.

Kata Kunci : Man-in-the-Middle, PLC S7-1500, Round-Trip Time, Throughput