Dispositivos inteligentes na rede elétrica aumentam a vulnerabilidade a hackers, ameaçando cortes de energia e danos ao sistema. Uma equipa do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia propõe uma nova ferramenta para priorizar e gerir ameaças cibernéticas de forma mais eficaz, com o objetivo de proteger a rede, abordando desafios imediatos e futuros.
A proliferação de dispositivos programáveis cria pontos de entrada adicionais para ataques cibernéticos.
Há um lado negativo nos dispositivos “inteligentes”: eles podem ser hackeados.
Isso torna a rede eléctrica, cada vez mais repleta de dispositivos que interagem entre si e tomam decisões críticas, vulnerável a maus actores que podem tentar desligar a energia, danificar o sistema ou algo pior.
Mas os dispositivos inteligentes são uma grande parte do nosso futuro à medida que o mundo avança cada vez mais em direção às energias renováveis e aos muitos novos dispositivos para a gerir. Essas ferramentas já desempenham um grande papel em manter a energia funcionando. A parte da rede pertencente às concessionárias possui milhares de dispositivos que podem ser direcionados, incluindo transformadores e geradores. E há também dispositivos pertencentes a clientes, municípios e outros, como painéis solares e estações de carregamento. Com tantos dispositivos, bem como uma série de parceiros que têm interesse na rede, está se tornando mais difícil do que nunca prevenir ou impedir todos os ataques potenciais.
Na recente reunião anual da Associação para o Avanço da Inteligência Artificial em Vancouver, Canadá, uma equipe de especialistas do Laboratório Nacional do Noroeste Pacífico do Departamento de Energia apresentou uma nova abordagem para proteger a rede.
A equipa, liderada pelo cientista de dados Sumit Purohit, está a tentar ultrapassar as práticas atuais e criar um melhor nível de proteção. Em vez de proteger a rede elétrica e as suas dezenas de milhares de componentes, peça por peça, a equipa está a criar uma ferramenta que classifica e prioriza ameaças cibernéticas em tempo real. A ideia é fornecer aos operadores da rede um plano claro para identificar e enfrentar primeiro as maiores ameaças e proteger-se contra elas sem uma corrida louca por recursos no futuro.
“Um grande esforço é feito todos os dias para resolver vulnerabilidades específicas, mas isso pode ser esmagador”, disse Purohit. “Estamos apresentando uma solução de longo prazo. O que você precisa observar, não apenas hoje ou amanhã, mas nos próximos anos, à medida que a rede está mudando?
“É importante lidar com os problemas de hoje, mas pensemos também nos desafios de amanhã. Precisamos planejar as coisas no futuro, à medida que mais dispositivos inteligentes, como baterias, inversores, geradores e carros híbridos, forem conectados à rede”, acrescentou Purohit.
É um pouco como a diferença entre tratar uma doença de cada vez e embarcar em décadas de saúde preventiva. Uma pessoa pode quebrar o quadril ao cair em casa um ano, acabar no pronto-socorro com um caso grave de pneumonia alguns anos depois e ter um ataque cardíaco. Obviamente, é fundamental obter o melhor tratamento para cada condição.
Um caminho alternativo é mapear os comportamentos de bem-estar mais críticos desde o início e dar-lhes alta prioridade ao longo da vida. Isso pode incluir evitar a osteoporose através de uma dieta saudável e de uma atividade ativa, de receber vacinas para prevenir o máximo de doenças possível, de evitar fumar e de comer menos gordura para manter o coração saudável.
Mapeando caminhos de ataques cibernéticos
A fórmula da equipe é baseada em um modelo conhecido como gráficos de ataque híbrido, uma abordagem matemática que está se tornando mais popular à medida que os mundos cibernético e físico se tornam interconectados. A abordagem dá aos usuários a flexibilidade de mapear e seguir múltiplas rotas de ataque à medida que evoluem e à medida que defensores e atacantes cedem e tomam terreno. A equipe usa otimização e dados de ataques cibernéticos reais à rede para treinar o modelo.
O projeto é um entre centenas de esforços do PNNL para melhorar a inteligência artificial ou aplicá-la para enfrentar os maiores desafios do país. A pesquisa liderada por Purohit é um exemplo de trabalho em resiliência energética, uma importante área de missão do Center for AI @ PNNL.
A pesquisa baseia-se em pesquisas realizadas anteriormente pela MITRE Corp. que vinculam os objetivos de alto nível dos adversários às técnicas que eles usaram, bem como às formas de prevenir ataques. Mas o quadro não inclui informações sobre o “custo” para uma organização, em termos de esforço ou dinheiro, para implementar essas proteções. A equipe do PNNL está tentando mudar isso abordando o custo de implementação de soluções.
“Essa abordagem permitiria que uma concessionária avaliasse rapidamente seu risco cibernético enquanto planeja sua futura expansão da rede”, disse Purohit. “Se você planeja conectar mais dispositivos inteligentes no futuro, precisa estar preparado para enfrentar os riscos. Existem milhares de maneiras de atacar operações de serviços públicos. Ao observar eventos históricos e usar o aprendizado por reforço, reduzimos esse número para menos de 100 que precisam de mais atenção.”
O cientista de dados Rounak Meyur, que trabalhou no projeto, acrescentou: “Nosso trabalho visa não apenas maximizar os recursos disponíveis, mas também considerar o que pode ser necessário fazer para aumentar ou melhorar as capacidades existentes”.
Uma parte fundamental do trabalho da equipe é garantir que o trabalho seja “explicável” – que os operadores da rede e os analistas cibernéticos entendam as razões pelas quais o modelo prioriza e faz as recomendações que faz.
“Se seus filmes favoritos não são recomendados por um serviço de streaming e você não entende o porquê, isso é inconveniente, mas não é um problema real”, disse Purohit. “Mas os operadores da rede devem manter a energia ligada e precisam compreender o raciocínio por trás de cada ação que possam tomar.”
A equipa está a trabalhar para melhorar o modelo e planeia trabalhar com a rede elétrica e especialistas em segurança cibernética para medir melhor os impactos das ações adversárias nos sistemas ciberfísicos.
O pesquisador do PNNL, Braden Webb, também contribuiu para o projeto. A pesquisa, financiada pelo PNNL, faz parte de um projeto de laboratório chamado Resiliência por meio de controle inteligente e orientado por dados, onde o cientista de segurança cibernética Thomas Edgar e outros fazem parte do esforço.
“Neste momento, de certa forma, manter o fluxo de energia e a segurança da rede é mais arte do que ciência”, disse Edgar. “Nossa abordagem é fundamentada na ciência e ajudaria a concessionária a saber de uma forma mais definitiva onde investir para obter o melhor retorno possível em termos de proteção contra ataques.”
Reunião: Reunião anual da Associação para o Avanço da Inteligência Artificial
