معماری دوقلوی دیجیتال برای ارتقای تاب آوری سایبری زیرساخت های شهری

با گسترش مفهوم شهرهای هوشمند، زیرساخت های حیاتی تحت مدیریت شهرداری ها به سیستم های سایبری-فیزیکی (CPS) پیچیده ای تبدیل شده اند که به شدت در برابر حملات سایبری-فیزیکی (CPA) آسیب پذیرند. صیانت از این دارایی های فیزیکی، از جمله شبکه های توزیع آب، برق و سامانه های حمل ونقل هوشمند، ضرورتی حاکمیتی جهت حفظ پایداری شهری و امنیت عمومی است. این مقاله با هدف ارائه یک معماری نوین امنیتی، از پتانسیل «دوقلوی دیجیتال» (Digital Twin) به عنوان یک کپی مجازی و همگام سازی شده از زیرساخت های واقعی برای مانیتورینگ بلادرنگ و پیش بینی محور استفاده می کند. نوآوری اصلی این پژوهش، تلفیق هوش مصنوعی مولد (Gen-AI) در لایه امنیتی دوقلوی دیجیتال است؛ به طوری که مدل های مولد با یادگیری رفتار نرمال و فیزیک محور سیستم، قادر به تولید وضعیت های بهینه هستند. هرگونه انحراف میان داده های دریافتی از تجهیزات فیزیکی شهرداری و خروجی های شبیه سازی شده در دوقلوی دیجیتال، به عنوان یک آنومالی یا نفوذ سایبری شناسایی می شود. این رویکرد نه تنها تشخیص حملات ناشناخته و پیچیده (Zero-day) را تسهیل می کند، بلکه با تحلیل های پیش دستانه (What-if)، امکان پیش بینی رفتار زیرساخت در مواجهه با بحران ها را پیش از وقوع فراهم می سازد. نتایج نشان می دهد که استقرار این معماری در مراکز عملیات امنیت شهرداری، تاب آوری سایبری زیرساخت های شهری را به طور چشمگیری افزایش داده و زمان پاسخگویی به تهدیدات فیزیکی ناشی از نفوذ سایبری را به حداقل می رساند.

کلیدواژه ها:

دوقلوی دیجیتال شهری ، امنیت سایبری-فیزیکی ، زیرساخت های حیاتی شهرداری ، هوش مصنوعی مولد ، تشخیص نفوذ پیش دستانه ، تاب آوری شهری.