چارچوب ارزیابی دینامیک ریسک امنیت سایبری برای سیستم های کنترل صنعتی مبتنی بر SCADA

سیستم های کنترل صنعتی، به خصوص سیستم های کنترل نظارتی و اکتساب داده (SCADA)، نقش محوری در مدیریت زیرساخت های حیاتی دارند. همگرایی روزافزون فناوری های عملیاتی با شبکه های فناوری اطلاعات، چالش های امنیتی پیچیده ای را به وجود آورده که در حملاتی چون استاکس نت، حادثه شبکه برق اوکراین و باج افزار کلونیال پایپ لاین نمود یافته است. این سیستم ها باید قابلیت اطمینان فوق العاده ای با دردسترس بودن بالای ۹۹.۹۹۹٪ و تاخیر کمتر از ۱۰ میلی ثانیه برای کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی(PLCها) داشته باشند. روش های سنتی ارزیابی ریسک به دلیل ماهیت ایستای خود، قادر به مدل سازی تهدیدات پویا، وابستگی های میان دارایی ها و تغییرات زمانی در شرایط عملیاتی نیستند. در این پژوهش، چارچوبی پیشرفته برای ارزیابی پویای ریسک امنیت سایبری ارائه شده که مخصوص سیستم های SCADA در محیط های صنعتی حساس طراحی شده است. این چارچوب هفت مولفه یکپارچه دارد، ارزش گذاری مبتنی بر لایه بندی دارایی ها با ضرایب وزنی تاثیر خسارت، شبکه های بیزین چندلایه و پویای برای مدل سازی احتمالاتی تهدیدها، امتیازدهی آفلاین سیستم امتیازدهی آسیب پذیری مشترک (CVSS) و ISO/IEC ۱۸۰۴۵، ارزیابی ریسک مبتنی بر درخت تصمیم منطبق با استاندارد IEC ۶۲۴۴۳، کنترل کننده حالت ایمن، بهینه سازی نظریه بازی برای راهبردهای دفاعی و سیستم توصیه گر مبتنی بر الگوریتم جنگل تصادفی (Random Forest). شبیه سازی های گسترده در نرم افزار متلب نشان می دهد که این چارچوب نسبت به روش های ایستا، کاهش متوسط ۲۸% در نمره ریسک تمام دارایی ها را محقق می کند و نرخ مثبت کاذب را زیر ۵% نگه می دارد.

کلیدواژه ها:

ارزیابی ریسک امنیت سایبری ، امنیت SCADA سیستم های کنترل صنعتی ، حفاظت زیرساخت حیاتی ، یادگیری ماشین ، شبکه های بیزین