طراحی و پیاده سازی یک چارچوب امنیتی مبتنی بر Zero Trust و هوش مصنوعی برای تشخیص ناهنجاری در شبکه های اینترنت اشیای صنعتی مبتنی بر MQTT

با گسترش استفاده از اینترنت اشیای صنعتی (IIoT) و بهره گیری گسترده از پروتکل MQTT در محیط های صنعتی، چالش های امنیتی جدیدی در زمینه احراز هویت، کنترل دسترسی و تشخیص رفتارهای غیرعادی به وجود آمده است. روش های سنتی مبتنی بر قوانین و کنترل دسترسی ایستا، توانایی مقابله با تهدیدات داخلی و حملات مبتنی بر سوءاستفاده از اعتبارنامه های معتبر را ندارند.در این پژوهش، یک چارچوب امنیتی مبتنی بر رویکرد Zero Trust و الگوریتم های هوش مصنوعی برای تشخیص ناهنجاری در شبکه های MQTT پیشنهاد و پیاده سازی شده است. در این چارچوب، رفتار نودهای شبکه از طریق ویژگی هایی مانند نرخ ارسال پیام، اندازه payload، میزان خطاهای اتصال و تخلفات موضوعی استخراج شده و توسط الگوریتم Isolation Forest تحلیل می گردد. خروجی این الگوریتم به عنوان شاخص ناهنجاری استفاده شده و در یک سازوکار پویا برای محاسبه امتیاز اعتماد (Trust Score) هر نود به کار می رود.سیستم پیشنهادی به صورت بلادرنگ پیاده سازی شده و شامل اجزایی مانند MQTT Broker، ماژول تحلیل هوشمند، پایگاه داده SQLite و داشبورد مانیتورینگ Node-RED می باشد. نتایج پیاده سازی نشان می دهد که چارچوب ارائه شده قادر است نودهای دارای رفتار غیرعادی را شناسایی کرده و سطح اعتماد آن ها را به صورت پویا تنظیم نماید. این امر امکان پایش مستمر و افزایش امنیت در شبکه های اینترنت اشیای صنعتی را فراهم می سازد.

کلیدواژه ها:

اینترنت اشیای صنعتی ، MQTT ، امنیت سایبری ، Zero Trust ، تشخیص ناهنجاری ، Isolation Forest ، Trust Score