الگوریتم ها می توانند حمله به اینترنت چیزها را از بین نبرند

سال گذشته ، محققان پرینستون یک عیب امنیتی مزاحم را شناسایی کردند که در آن هکرها می توانند روزی از وسایل ارتباطی اینترنتی برای سوءاستفاده از شبکه برق استفاده کنند. اکنون ، همان تیم تحقیقاتی الگوریتم هایی را منتشر کرده اند تا شبکه در برابر چنین حملاتی مقاوم تر شود.


در مقاله ای که به صورت آنلاین در مجله IEEE Transactions on Science Science and Engineering Network منتشر شده است ، تیمی از گروه مهندسی برق پرینستون الگوریتم هایی را برای محافظت در برابر حملات احتمالی که باعث افزایش تقاضا از دستگاه های دارای فشار بالا مانند تهویه هوا می شود ، ارائه دادند. اینترنت چیزها "- در تلاش برای بارگذاری شبکه برق.

Prateek Mittal ، استادیار مهندسی برق ، گفت: "ماهیت سایبرفیزیکی شبکه ، این تهدید را برای مقابله بسیار مهم می کند ، زیرا خاموشی در مقیاس بزرگ می تواند عواقب بسیار مهمی داشته باشد."

سیستم های کنترل رایانه ای توانایی شرکت های نیروگاهی را برای تنظیم و مدیریت کارآمد شبکه های برقی افزایش داده اند. اما آنها همچنین آسیب پذیری ایجاد کرده اند. اپراتورها برای تغییر فعالیت ژنراتورها و خطوط انتقال در طول روز به رایانه هایی که پیش بینی تقاضای برق می کنند متکی هستند . آنها از سیستم های مشابه برای پاسخ به شرایط آب و هوایی و عوامل دیگر استفاده می کنند. افزایش تقاضا ناشی از حمله هماهنگ به وسایل اینترنتی وسایل مورد نیاز می تواند با استفاده از سیستم های برنامه ریزی خودکار منجر به خرابی و خاموشی خط انتقال شود. و برخلاف تهدیدات دیگر در مورد شبکه برق ، چنین حمله ای نیاز ندارد که طرف مقابل دانش خاصی از ساختار شبکه داشته باشند.

صالح سلطان گفت: راه حلهای پیشنهادی این محققان بهینه سازی پاسخ به سنبله است. مجموعه ای از الگوریتم ها به طور خودکار تعادل برق را توسط گیاهان به روش هایی تعادل می بخشند که در صورت حمله مانع از بارگذاری بیش از حد خط می شود. یکی دیگر از روش های کم هزینه تر اجازه می دهد که شبکه به سرعت پس از بازیابی قطع برق ، بنابراین اجتناب از بزرگتر، قطع مداوم است. سلطان و میتال با همکاری نویسنده H. وینسنت پور ، معاون موقت دانشکده مهندسی و استاد مهندسی دانشگاه مایکل هنری استرتر ، مهندسی برق را تدوین کردند.

در سال 2016 ، Mirai "botnet" (به نام Mirai پس از یک سری انیمه ژاپنی) با بیش از نیم میلیون اینترنت وسایل اشیاء در سرتاسر جهان برای مسدود کردن ترافیک در برخی از شبکه های اصلی رایانه مورد استفاده قرار گرفت ، وب سایتهایی مانند توییتر و نتفلیکس را به طور موقت غیرقابل دسترسی کرد. . این حمله از این واقعیت استفاده می کند که اکثر دستگاه های اینترنت اشیاء از نام کاربری و رمزهای عبور پیش فرض استفاده می کنند و تیم پرینستون را بر آن داشت تا در صورت دستیابی به دسترسی به بات نت اینترنت پرقدرت وسایل و تجهیزات ، تیم پرینستون را در نظر بگیرد که چه اتفاقی می افتد. در یک منطقه جغرافیایی.



میتال گفت: با کنترل 600000 دستگاه وات با فشار بالا ، این امکان را فراهم می کند که دشمن بتواند در حدود 3،000 مگاوات نیرو در یک لحظه دستکاری کند ، معادل خروجی یک نیروگاه هسته ای بزرگ. اگر در سطح محلی مدیریت نشود ، این نوع اضافه بار می تواند باعث خرابی برق آبشارها شود - به همان اندازه مختل شدن خاموشی شمال شرقی سال 2003 و خاموشی در اوایل سال جاری در ... rgentina و اروگوئه .

سلطان گفت: "بر خلاف شبکه های رایانه ای که الگوریتم های مسیریابی دارند ، در شبکه های برق مفهومی برای مسیریابی وجود ندارد ، بنابراین همه چیز براساس فیزیک استوار است." "به همین دلیل در صورت عدم تغییر عرضه و تقاضا ، نمی توانید از اضافه بار خط خاصی جلوگیری کنید."

الگوریتم های تیم آستانه ظرفیت خطوط انتقال و قابلیت تولید برق یک شبکه را در نظر می گیرند و از این اطلاعات برای محاسبه راه حل هایی که جهت هدایت جریان های برق و تنظیم فعالیت های ژنراتور برای پیشگیری از خرابی خط استفاده می کنند ، استفاده می کنند. محققان عملکرد را آزمایش کرده و هزینه های عملیاتی استفاده از این الگوریتم ها را روی سیستم 39 اتوبوس نیو انگلستان محاسبه کرده اند ، یک مورد تست شبکه برق که منعکس کننده ساختار شبکه های برق واقعی است.

محققان گفتند که این الگوریتم ها در ازای افزایش حاشیه ایمنی مقداری هزینه به شبکه خدمات اضافه می کنند. به عنوان مثال ، آنها دریافتند که با استفاده از الگوریتم IMMUNE (برای "Iteratively MiniMize و اعزام اقتصادی بزرگ") می توانید برای افزایش هزینه در حدود 6٪ ، شبکه قدرت را در برابر حمله افزایش دهید که تقاضا را 9٪ افزایش می دهد.

سلطان گفت: "چه نوع حاشیه ایمنی مورد نیاز شما واقعاً یک سوال عملیاتی است ، اما رویکرد ما این بوده است که یک چارچوب نظری برای پاسخ به همه این سؤالات داشته باشیم." برای اپراتورهای شبکه ، "این مبادله ای است که شما چقدر می توانید هزینه و چقدر استحکام خود را در برابر این حملات افزایش دهید."

نحوه تعمیر پمپ وکیوم خلاء خوردگی
دولت فدرال خطرات امنیتی ناشی از دیجیتالی شدن روز افزون شبکه برق را به رسمیت شناخته است ، زیرا اخیراً مجلس سنا ایالات متحده قانون زیرساخت انرژی را تصویب کرد تا به سمت اضافه کردن سیستم های کنترل آنالوگ افزایشی برود .

با این وجود ، "حتی اگر شما شبکه خود را قطع کنید ، حتی اگر آن را 100٪ آنالوگ کنید ، از آنجا که دستگاه های اینترنت چیزهایی دیجیتالی هستند ، شما هنوز هم می توانید از این نوع حملات استفاده کنید." "در مدت چند سال ما باید در مورد این نوع آسیب پذیری ها فکر کنیم."

ادگار ویپل ، متخصص امنیت اطلاعات و مدیر تحقیقات تحقیقات SBA در وین گفت: "این یک نمونه بارز از تحقیقات امنیتی است: با تغییر اوضاع و احوال محیط ، پیش فرض های قبلی دیگر نگه ندارند و بردارهای حمله جدید کشف می شوند." "با تبدیل شدن همه چیز به یک رایانه" ، اکنون بارهای الکتریکی بسیار بالاتر نیز می توانند به صورت مرکزی کنترل شوند. علاوه بر این ، سهم بالاتر از انرژی تجدیدپذیر ممکن است باعث کاهش انرژی جنبشی پشتیبان در شبکه شود. " ویپل که درگیر این تحقیق نبود ، افزود که شبکه های هوشمند و کنتورهای هوشمند می توانند با خاموش کردن خودکار دستگاههای سازش شده ، به کاهش خطرات کمک کنند.

میتال گفت: در آینده تیم پرینستون امیدوار است با شرکت های ابزار "به عنوان بستر تست برخی از این الگوریتم ها" همکاری کند. "همیشه بین نظریه و عمل شکاف وجود دارد که کفی های آزمایش شده در دنیای واقعی به افشای شما کمک می کنند."

این کار توسط مؤسسه انرژی سیبل ، بنیاد ملی علوم و دفتر برنامه پژوهشگران جوان تحقیقات دریایی پشتیبانی شده است.