Zdaniem autorów tych rewelacji szczególnie podatne na ataki mogą być elementy sieci mające najmniej połączeń z innymi urządzeniami. Odkrycie może mieć znaczenie dla bezpieczeństwa elektrowni czy sieci energetycznych, ale i wielu innych przypadków: autonomicznych pojazdów, dronów i wielu nnych systemów łączących świat cyfrowy z fizycznym.
Francesco Sorrentino, który stanął na czele zespołu badawczego, przedstawił wraz ze swoim zespołem wyciągnięte wnioski na łamach Nature Communications. Naukowcy skupili się na systemach cyberfizycznych. Są to układy, w których oprogramowanie współpracuje z fizycznymi urządzeniami, takimi jak czujniki, sterowniki czy siłowniki. Przykładem mogą być autonomiczne pojazdy, które wymieniają między sobą informacje, aby odpowiednio reagować na sytuację na drodze. Podobne rozwiązania są również używane w infrastrukturze energetycznej.
Czytaj też: Wyższa od samej Wieży Eiffla. Najwyższa zapora świata właśnie ożyła niczym energetyczny potwór
Szczególną uwagę badacze poświęcili scenariuszowi, w którym fizyczna część urządzenia pozostaje sprawna, lecz jego komponent cyfrowy staje się celem udanego ataku. Przejęty element może wtedy przekazywać do pozostałej części sieci nieprawidłowe informacje, wpływając na jej działanie.
Dotychczas naturalnym celem dla osób analizujących bezpieczeństwo sieci były przede wszystkim najbardziej połączone elementy, znane jako węzły centralne lub huby. Ich znaczenie wydaje się oczywiste: jeśli jeden z kluczowych punktów zostanie wyłączony bądź przejęty, konsekwencje mogą być odczuwalne w dużej części systemu.
Naukowcy z Uniwersytetu Nowego Meksyku odkryli jednak coś przeciwnego. Z ich matematycznych analiz wynika, iż szczególnie podatne mogą być elementy posiadające niewiele połączeń przychodzących. Otrzymują one mniej informacji od pozostałych urządzeń, a tym samym mają mniej wiarygodnych sygnałów, które mogłyby pomóc wykryć lub zneutralizować fałszywe dane pochodzące z zaatakowanego komponentu.
W praktyce oznacza to, że element pozornie mało istotny dla całej struktury może stać się punktem, przez który atakujący będzie w stanie zakłócić działanie większej części sieci. To zmienia sposób, w jaki można patrzeć na bezpieczeństwo rozbudowanych systemów. Samo zabezpieczanie najbardziej połączonych urządzeń może nie wystarczyć.
Czytaj też: Sztuczna fotosynteza działa bez magazynów energii. To urządzenie samo dostosowuje się do pogody
Jednym z przykładów analizowanych przez zespół były sieci energetyczne. Ich stabilność zależy od nieustannego przepływu informacji oraz odpowiedniego reagowania na zmiany obciążenia. W przypadku poważnych zakłóceń stosuje się między innymi mechanizm znany jako load shedding, a więc kontrolowane odłączanie wybranych odbiorników, aby zapobiec destabilizacji systemu i potencjalnej rozległej awarii.
Wiedza o tym, które elementy sieci są najbardziej podatne na przejęcie, może pomóc w projektowaniu skuteczniejszych zabezpieczeń. Badacze chcą wykorzystać swoje wyniki do opracowania systemów, które będą lepiej radziły sobie w sytuacji, gdy część urządzeń zacznie przekazywać błędne lub złośliwie zmodyfikowane informacje. Jako że podobne problemy mogą dotyczyć sieci autonomicznych dronów czy pojazdów naziemnych, to konsekwencje mogą okazać się szerokie.
Źródło: Nature Communications
