การรักษาความปลอดภัยเซ็นเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญในระบบที่เชื่อมต่อกัน เซ็นเซอร์ที่ถูกบุกรุกอาจส่งข้อมูลที่ผิดพลาดและไม่ถูกต้องเข้าสู่ระบบปฏิบัติการโดยตรง ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวในโลกแห่งความเป็นจริง ความเสียหายทางกายภาพอย่างร้ายแรง ปัญหาด้านความปลอดภัย และการตัดสินใจที่ผิดพลาด

จำนวนเซ็นเซอร์ที่เพิ่มขึ้นในระบบสมัยใหม่และความหลากหลายของประเภทเซ็นเซอร์ในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น การเรียนรู้ของเครื่อง (ML) และระบบอัตโนมัติ ทำให้เกิดช่องโหว่ที่ผู้ไม่ประสงค์ดีสามารถบุกรุกได้มากขึ้น

เซ็นเซอร์ถูกนำไปใช้ในระบบสำคัญต่างๆ มากมาย ตั้งแต่ระบบไฟฟ้าไปจนถึงรถยนต์ไร้คนขับและเครื่องกระตุ้นหัวใจ ข้อมูลที่ผิดพลาดอาจก่อให้เกิดอันตรายถึงชีวิตได้ นอกจากนี้ ข้อมูลที่ผิดพลาดอาจส่งผลให้แอปพลิเคชัน AI ทำนายผิดพลาด ส่งผลให้เกิดการกระทำที่ไม่ปลอดภัย ยิ่งไปกว่านั้น เซ็นเซอร์มักเป็นอุปกรณ์ที่มีทรัพยากรจำกัด ทำให้ยากที่จะบูรณาการระดับความปลอดภัยที่สำคัญเข้ากับเซ็นเซอร์โดยตรง

ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของเครือข่ายเซ็นเซอร์ยิ่งขยายพื้นที่การโจมตี ทำให้การรักษาความปลอดภัยของเซ็นเซอร์มีความซับซ้อนและสำคัญยิ่งขึ้น จึงจำเป็นต้องใช้แนวทางการป้องกันเชิงลึกที่ครอบคลุมทั้งฮาร์ดแวร์ เครือข่าย และซอฟต์แวร์ ( รูปที่ 1 )

กลยุทธ์เพื่อความปลอดภัยของเซ็นเซอร์

ข้อควรพิจารณาด้านฮาร์ดแวร์สำหรับความปลอดภัยของเซ็นเซอร์ ได้แก่ การตรวจจับการดัดแปลงโดยใช้สวิตช์ทางกายภาพ มาตรวัดความเร่ง หรือเครื่องมืออื่นๆ เพื่อตรวจสอบการเข้าถึงทางกายภาพที่ไม่ได้รับอนุญาต พอร์ตที่ไม่ได้ใช้งานควรได้รับการปิดผนึกทางกายภาพ และควรมีการใช้งานระบบบูตที่ปลอดภัย

การแยกเครือข่ายมีความสำคัญอย่างยิ่ง รวมถึงการใช้เครือข่าย LAN เสมือนเพื่อจำกัดการสื่อสารของเซ็นเซอร์ขาออกและบล็อกการเชื่อมต่อขาเข้าที่ไม่ได้รับอนุญาตทั้งหมด การใช้สถาปัตยกรรมแบบ Zero Trust เพื่อตรวจสอบการสื่อสารทั้งหมดจะช่วยเพิ่มระดับความปลอดภัยอีกขั้นหนึ่ง

กระบวนการจัดการแพตช์ที่มีระเบียบและควบคุมอย่างดีสำหรับการส่งมอบการอัปเดตเฟิร์มแวร์ที่เข้ารหัสมีความสำคัญอย่างยิ่ง เครื่องมือแมชชีนเลิร์นนิงสามารถใช้เพื่อระบุข้อมูลเซ็นเซอร์ที่ผิดปกติ ซึ่งอาจบ่งชี้ว่าเซ็นเซอร์นั้นได้รับความเสียหายทางกายภาพหรือถูกเปลี่ยนแปลงโดยสภาพแวดล้อม

แนวทางแบบองค์รวม

กลยุทธ์ด้านความปลอดภัยของเซ็นเซอร์ต้องขยายขอบเขตออกไปนอกเหนือเครือข่ายแบบดั้งเดิม ระบบสมัยใหม่ไม่มีสิ่งที่เรียกว่า 'ช่องว่างอากาศ' ที่ไม่มีการเชื่อมต่อแบบมีสายหรือไร้สายซึ่งแยกแต่ละระบบออกจากส่วนที่เหลือของการทำงานอีกต่อไป ปัจจุบัน ระบบส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อภายนอกได้หลากหลายประเภท ซึ่งเพิ่มมิติความกังวลให้กับพื้นผิวการโจมตี ( รูปที่ 2 )

• เครือข่ายส่วนตัวเสมือน (VPN) ระยะไกลที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลและทั่วโลกอาจถูกแฮ็กได้
• ระบบการจัดการการผลิต (MES) เชื่อมโยงระบบวางแผนธุรกิจระดับสูง (เช่น ระบบวางแผนทรัพยากรองค์กร หรือ ERP) กับพื้นที่การผลิตจริง
• แล็ปท็อปสำหรับวิศวกรและแฟลชไดรฟ์ USB มักถูกใช้เพื่ออัปเดตระบบและสำรองข้อมูลการกำหนดค่า

แบบมีสายเทียบกับแบบไร้สาย

มีความแตกต่างพื้นฐานในด้านช่องโหว่และวิธีการโจมตีระหว่างการใช้งานเซ็นเซอร์แบบมีสายและแบบไร้สาย การเชื่อมต่อแบบไร้สายไม่สามารถปิดใช้งานได้โดยการตัดสายไฟ เซ็นเซอร์ไร้สายอาจตกเป็นเป้าหมายของการดักฟังหรือการดัดแปลงสัญญาณได้

เครือข่ายเซ็นเซอร์แบบใช้สายมีความยืดหยุ่นน้อยกว่าระบบไร้สาย และมีความเสี่ยงต่อการถูกตัดขาดของสายสื่อสารหรือสายไฟ การใส่ตัวต้านทานที่ปลายเซ็นเซอร์ของการเชื่อมต่อจะช่วยให้แผงควบคุมตรวจจับได้ว่าสายไฟถูกตัดหรือไม่ หรือเซ็นเซอร์ถูกดัดแปลงหรือไม่ การเชื่อมต่อแบบใช้สายนั้นยากต่อการถูกดักฟัง และค่อนข้างปลอดภัยจากการแฮ็ก การรบกวน และการแทรกแซงทางแม่เหล็กไฟฟ้า

OT เทียบกับ IT

สุดท้ายนี้ ยังมีความขัดแย้งระหว่างข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของเทคโนโลยีการปฏิบัติงาน (OT) ในโรงงานกับเทคโนโลยีสารสนเทศ (IT) ในธุรกิจ ตัวอย่างเช่น ระบบ OT ให้ความสำคัญกับความเสถียรและการเปลี่ยนแปลงที่ไม่บ่อยนัก ในขณะที่ระบบ IT ต้องการการอัปเดตที่บ่อยกว่าเพื่อให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูงสุด

การเชื่อมต่อระหว่างระบบไอทีและระบบโอทีต้องได้รับการจัดการอย่างเข้มงวด เหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับไอทีโดยตรงมักไม่เป็นอันตรายถึงชีวิต แต่เหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับโอทีอาจส่งผลกระทบต่อความปลอดภัย ข้อกังวลด้านโอทีครอบคลุมถึงปัญหาในห่วงโซ่อุปทาน และการตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ใหม่หรือสินทรัพย์อื่น ๆ รวมถึงเครื่องมือบำรุงรักษาหรือการสอบเทียบจะไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย ( รูปที่ 3 )

สรุป

การนำระบบรักษาความปลอดภัยของเซ็นเซอร์มาใช้ในระบบเชื่อมต่อมีความซับซ้อนและสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากมีเซ็นเซอร์หลายประเภท สถาปัตยกรรม IoT ที่หลากหลาย รวมถึงอุปกรณ์แบบมีสายและไร้สาย และข้อกำหนดของแอปพลิเคชันที่ต้องพิจารณา นอกจากนี้ยังต้องจัดการการทำงานร่วมกันระหว่างระบบไอทีและระบบโอทีด้วย ช่องโหว่จากภายนอกที่เกิดจากอุปกรณ์ใหม่และบริการสอบเทียบอาจทำให้ความท้าทายด้านเครือข่ายภายในรุนแรงขึ้น