مقاله امنیت سایبری در زیرساخت های بحرانی: چشم انداز رمزنگاری پس از کوارتم

چکیده

The machinery of industrial environments was connected to the Internet years ago with the scope of increasing their performance. However, this made such environments vulnerable against cyber-attacks that can compromise their correct functioning resulting in economic or social problems. Lately, an increase of cyberattacks to industrial environments has been experienced. Moreover, implementing cryptosystems in the communications between OT devices is a more challenging task than for IT environments since the OT are generally composed of legacy elements, characterized by low-computational capabilities. Consequently, implementing cryptosystems in industrial communication networks faces a trade-off between the security of the communications and the amortization of the industrial infrastructure. Critical Infrastructure (CI) refers to the industries which provide key resources for the daily social and economical development, e.g. electricity or water, and their communications are a very exposed target to cyberattacks. Furthermore, a new threat to cybersecurity has arisen with the theoretical proposal of quantum computers, due to their potential ability of breaking state-of-the-art cryptography protocols, such as RSA or ECC. The chase of functional quantum computers has resulted in a technological race involving many global agents. Those agents have become aware that transitioning their secure communications to a quantum secure paradigm is a priority that should be established before the arrival of fault-tolerance. In this sense, two main cryptographic solutions have been proposed: QKD and PQC. Nevertheless, quantum secure solutions have been mainly centered from the perspective of IT environments. In this paper, we provide a perspective of the problem of applying PQC solutions to CI and analyze which could be the most suitable cryptography schemes for these scenarios.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

ماشین آلات محیط های صنعتی سالها پیش با دامنه افزایش عملکرد آنها به اینترنت متصل شد.با این حال ، این امر باعث شده چنین محیط هایی در برابر حملات سایبری آسیب پذیر باشد که می تواند عملکرد صحیح آنها را به خطر بیاندازد و منجر به مشکلات اقتصادی یا اجتماعی شود.اخیراً افزایش حملات سایبری به محیط های صنعتی تجربه شده است.علاوه بر این ، اجرای رمزنگاری سیستم ها در ارتباطات بین دستگاه های OT یک کار چالش برانگیزتر از محیط های فناوری اطلاعات است زیرا OT به طور کلی از عناصر میراث تشکیل شده است ، که با قابلیت های کم تحرک مشخص می شوند.در نتیجه ، اجرای رمزنگاری در شبکه های ارتباطی صنعتی بین امنیت ارتباطات و استهلاک زیرساخت های صنعتی با تجارت روبرو است.زیرساخت های بحرانی (CI) به صنایعی اشاره دارد که منابع کلیدی را برای توسعه روزانه اجتماعی و اقتصادی ، به عنوان مثال فراهم می کند.برق یا آب و ارتباطات آنها هدف بسیار زیادی در معرض حملات سایبری است.علاوه بر این ، تهدید جدیدی برای امنیت سایبری با پیشنهاد نظری رایانه های کوانتومی به دلیل توانایی بالقوه آنها در شکستن پروتکل های رمزنگاری پیشرفته مانند RSA یا ECC بوجود آمده است.تعقیب رایانه های کوانتومی عملکردی منجر به یک مسابقه تکنولوژیکی شده است که شامل بسیاری از عوامل جهانی است.این عوامل آگاه شده اند که انتقال ارتباطات امن خود به یک الگوی امن کوانتومی اولویت است که باید قبل از رسیدن به تحمل گسل ایجاد شود.به این معنا ، دو راه حل اصلی رمزنگاری ارائه شده است: QKD و PQC.با این وجود ، راه حل های امن کوانتومی عمدتاً از منظر محیط های فناوری اطلاعات متمرکز شده اند.در این مقاله ، ما چشم انداز استفاده از راه حل های PQC برای CI را ارائه می دهیم و تجزیه و تحلیل می کنیم که می تواند مناسب ترین طرح های رمزنگاری برای این سناریوها باشد.