چالش های امنیت سایبری در شبکه های هوشمند
چکیده
وارد شدنِ مخابرات در شبکه انرژی، راهی که به سمتِ شبکه‌های هوشمند پیش می‌رود، مسیری را که در آن ایمنیِ عملیات در بخشِ انرژی به طورِ سنتی تضمین می‌شد، با چالش مواجه می‌سازد. چالش‌های امنیتِ سایبریِ جدیدی، به‌خصوص در ارتباط با حریمِ خصوصی، همبندی و مدیریتِ امنیت، پدیدار می‌گردند و لازم است تا به نحوِ مقتضی به آن‌ها پرداخته شود. فناوری و تجربیاتِ خوبِ امنیتِ سایبریِ موجود، عمدتاً برآمده از محیطِ سنتیِ مخابرات هستند که در آن روی الزامات ایمنی و در دسترس بودن تاکیدِ کمتری وجود دارد. در موردِ شبکه‌های هوشمند، می‌توان درس‌هایی را از صنعتِ نفت و گاز، در این باره که آن‌ها چگونه با چالش‌های امنیتی در پیاده‌سازیِ عملیاتِ مجتمع روبه‌رو شده‌اند، آموخت. با این حال، شبکه‌های هوشمند، به دلیلِ داشتنِ توزیعِ جغرافیاییِ گسترده و تعدادِ پرشمارِ کاربرانِ نهایی، با واقعیتی اندکی متفاوت مواجه اند. آورده‌ی این مقاله، مروری بر چالش‌های امنیتِ سایبری برای شبکه‌های هوشمند، همراه با نقشه‌ی راهی است برای چگونگیِ مواجهه با این چالش‌ها در آینده‌ی نزدیک.
I. مقدمه
وارد شدنِ شبکه‌های مخابراتی در شبکه‌های قدرت، نیاز به مواجهه با تهدیدهای امنیتِ سایبری را در پی دارد. لازم است که متخصصانِ امنیتِ سایبری درکِ خوبی از شبکه داشته باشند؛ از جمله اهمیتِ راه‌حل‌های امنیتی که قادر به برآورده ساختنِ الزاماتِ اکیدِ در دسترس بودن، بازده و مقیاس‌پذیری باشند را درک کنند. با این حال، توسعه‌دهندگان و کاربرانِ شبکه نیز می‌باید پیامدهای امنیتِ سایبریِ دیدگاهِ شبکه هوشمند را درک کنند. دیدگاهِ شبکه هوشمند متضمنِ حرکت از «تعدادِ نسبتاً کمی از ادواتی که به‌دقت کنترل شده‌اند» به «یک محیطِ توزیع‌شده‌ی اینترنت‌مانند» با تعدادِ زیادی ادوات است [۱]. اگرچه کوهن [۱] نامِ یک سخنران در یک جلسه‌ی IEEE حولِ این موضوع است که بیان داشت «ما می‌دانیم چگونه اینترنت را امن کنیم»، تعدادِ زیادی در آن جلسه ـ و یا هر جای دیگر ـ نبودند که با او موافق باشند. مسایلِ امنیتیِ بسیاری در ارتباط با اینترنت وجود دارد، هر چند سازوکارهایی موجود اند که برخی از این مسایل را حل کرده و یا کاهش می‌دهند. مثال‌هایی از این مسایل که کوهن بدان‌ها تاکید کرد شاملِ زیرساختِ مسیریابی، نقاطِ پایانیِ چندمنظوره و خطرِ حملاتِ محروم‌سازی از خدمات هستند. فابرو و همکارانش [۲] نیاز به فهمِ امنیتِ سایبری را به عنوانِ یک شرطِ بنیادین برای پیاده‌سازیِ موفقیت‌آمیزِ شبکه‌های هوشمند موردِ تاکید قرار دادند: «(..) بدونِ فهمِ درستِ خطرِ ذاتیِ موجود در شبکه هوشمند، ما یا با خطرِ دست کشیدن از راه‌حلی بسیار بسیار امیدوارکننده برای مقولاتِ انرژی مواجه می‌شویم، یا خطرِ بهره‌برداری از سیستمی را به جان می‌خریم که می‌تواند پاشنه‌ی آشیلِ زیرساخت‌های کلیدیِ هر جامعه‌ی صنعتی باشد.» این مقاله چالش‌های امنیتِ سایبریِ مرتبط با مفهومِ شبکه‌های هوشمند را ارایه می‌کند. ادغامِ شبکه‌های قدرت و شبکه‌های مخابراتی در آن موردِ بحث قرار می‌گیرد، و سپس به تفاوت‌ها و شباهت‌های بینِ ایمنیِ سنتی و امنیتِ اطلاعات اشاره می‌گردد. به مجموعه‌ای از حوادثِ واقعی که کارِ شبکه‌های قدرت را با تهدید مواجه می‌سازند ارجاع می‌شود، پس از آن تهدیدها و آسیب‌پذیری‌ها با توجه به زنجیره‌ی ارزشِ انرژیِ شبکه قدرت موردِ بحث قرار می‌گیرند. این مقاله با نقشه‌ی راهی پایان می‌یابد که درباره‌ی چگونگیِ مواجهه با چالش‌های امنیتِ سایبری بحث می‌کند؛ با تطبیقِ تجربیاتِ خوبِ صنعتِ نفت و گاز و آغاز کردنِ وظایفِ پژوهشیِ مهم درباره‌ی امنیتِ اطلاعات در زمینه‌ی شبکه‌های هوشمند.
Abstract
The introduction of telecommunication in the energy grid, leading the way towards Smart Grids, challenges the way safe operations have traditionally been assured in the energy sector. New cyber security challenges emerge, especially related to privacy, connectivity and security management, and these need to be properly addressed. Existing cyber security technology and good practice mainly come from the traditional telecommunication environment where the requirements on safety and availability are less strict. For Smart Grids, lessons can be learned from the oil and gas industry on how they have dealt with security challenges in their implementation of integrated operations. Still, Smart Grids face a slightly different reality, due to their extensive geographical distribution and the enormous number of end-users. The contribution of this paper is a survey of cyber security challenges for Smart Grids, together with a roadmap of how these challenges must be addressed in the near future.
I. INTRODUCTION
HE introduction of telecommunication networks in the power grid results in a need to deal with cyber security threats. Cyber security experts need to understand the grid, including the importance of security solutions that are able to meet the strict requirements to availability, efficiency and scalability. However, developers and operators of the grid also need to understand the cyber security implications of the Smart Grid vision. The vision of the Smart Grid implies moving from “a relatively small number of carefully controlled devices” to “an Internet-like distributed environment” with a high number of devices [1]. Though Cohen [1] refers to one presenter at an IEEE meeting on this topic that stated that “we know how to secure the Internet”, not many at that meeting – or elsewhere for that matter – would agree. There are a lot of security problems associated with the Internet, though there are mechanisms in place that solve or reduce some of these problems. Examples of problems highlighted by Cohen include the routing infrastructure, the general purpose endpoints and the risk of denial-of-service attacks. Fabro et al [2] stress the need for understanding of cyber security as a fundamental condition for successful implementation of Smart Grids: “(..)Without properly understanding the inherent risk in the Smart Grid, we risk either abandoning an exceptionally promising solution for energy issues or deploying a system that could be the Achilles heel of any industrialized nation’s critical infrastructure.” This paper presents cyber security challenges related to the concept of Smart Grids. It discusses the amalgamation of power grids and telecommunication networks, and points thereafter to the differences and similarities between traditional safety and information security. A set of actual incidents threatening the operation of power grids are referred to, before threats and vulnerabilities are discussed with respect to the energy value chain of the power grid. The paper ends with a roadmap discussing how the cyber security challenges should be met – by adapting good practice from the oil and gas industry and initiating important information security research tasks in the context of Smart Grids.
چکیده
I. مقدمه
II. کنترلِ فرآیند در برابرِ شبکه‌های مخابراتی:
III. ماجراهای زندگیِ واقعی ــ حوادث و حملات
IV. زنجیره‌ی ارزشِ انرژی ــ چالش‌های امنیتِ سایبری
الف. همبندی
ب. مدل‌های جدیدِ اعتماد
پ. مدیریتِ امنیت
ت. آسیب‌پذیری‌های نرم‌افزاری ــ حملاتِ بدافزار
ث. حریمِ خصوصیِ مصرف‌کنندگان
ج. عواملِ انسانی: تفاوت‌های فرهنگی و کمبودِ آگاهی
V. پرداختن به چالش‌های امنیت سایبری ــ یک نقشه‌ی راه برای شبکه‌های هوشمند
الف. تعاون
ب. نقشه‌نگاریِ شبکه و ارزیابیِ خطرات
پ. معماریِ امنیتی
ت. رمزنگاری و مدیریتِ کلید
ث. واکنش به حادثه
ج. تمرینِ هوشیاری
VI. نتیجه‌گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. PROCESS CONTROL VS TELECOMMUNICATION NETWORKS: THE MEETING OF TWO TRADITIONS
A. Safety vs Security
B. The close relative: Integrated operations
III. REAL-LIFE STORIES – INCIDENTS AND ATTACKS
A. Stuxnet
B. Night Dragon
C. Power outage caused by hackers
D. Target: the oil and gas industry
IV. THE ENERGY VALUE CHAIN – CYBER SECURITY CHALLENGES
A. Connectivity
B. New trust models
C. Security management
D. Software vulnerabilities – Malware attacks
E. Consumers’ privacy
F. Human factors: cultural differences and lack of understanding
V. ADDRESSING THE CYBER SECURITY CHALLENGES – A ROADMAP FOR SMART GRIDS
A. Cooperation
B. Network mapping and risk assessments
C. Security architecture
D. Cryptography and key management
E. Incident response
F. Awareness training
VI. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه