通過機器學習保護工業(yè)4.0生產(chǎn)系統(tǒng)免受網(wǎng)絡攻擊
德國弗勞恩霍夫應用研究促進協(xié)會(Fraunhofer Gesellschaft,弗勞恩霍夫研究所)在4月13~17日舉辦的“2015漢諾威工業(yè)展”上,展示了工業(yè)領域的網(wǎng)絡安全措施。
此次的展示品是將真實的可編程邏輯控制器(PLC)等控制設備、工業(yè)用網(wǎng)絡設備以及在計算機上再現(xiàn)的模擬工廠設備融合在一起的系統(tǒng)。據(jù)弗勞恩霍夫研究所介紹,目前正在使用該系統(tǒng)來研究工廠設備受到網(wǎng)絡攻擊時產(chǎn)生的影響和相關(guān)對策。會場上演示的場景是,網(wǎng)絡攻擊發(fā)生后,從傳送帶逐一接到部件然后運送至其他生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)臺因受到攻擊而無法工作,從而導致整個生產(chǎn)活動停止。
對于工廠控制系統(tǒng)以往在IT領域采取的打補丁、設置防火墻等安全措施都沒有效果。其原因是系統(tǒng)不能停止,而且如果因防火墻檢查數(shù)據(jù)包而導致系統(tǒng)延遲,就無法確保實時性了。
因此,弗勞恩霍夫研究所正在開發(fā)這樣一種技術(shù):通過收集網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包來學習穩(wěn)定態(tài),通過發(fā)現(xiàn)脫離穩(wěn)定態(tài)的狀態(tài)來檢測網(wǎng)絡攻擊。由于這種機制是和生產(chǎn)網(wǎng)絡并行發(fā)揮作用的,因此不會對生產(chǎn)活動造成影響。該研究所還計劃嵌入一種發(fā)現(xiàn)異常后會切斷感染設備的機制。據(jù)稱,目前已完成檢測算法的開發(fā),將于2015年內(nèi)開始驗證。
工業(yè)4.0設想的是根據(jù)供求情況及制造的產(chǎn)品,在短時間內(nèi)進行生產(chǎn)設備的動態(tài)重構(gòu)。如果構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)的設備發(fā)生變化,穩(wěn)定態(tài)就會隨之改變。針對這一點,弗勞恩霍夫研究所稱,將通過重新學習新的生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成并進行異常狀態(tài)檢測來應對。此外,該機構(gòu)還在與合作企業(yè)推進“SecurePLUGandWORK”技術(shù)的開發(fā),該技術(shù)通過為構(gòu)成工廠系統(tǒng)的各個設備安裝安全芯片,進行相互認證,來實現(xiàn)安全的生產(chǎn)系統(tǒng)動態(tài)重構(gòu)。