Protection des systèmes de contrôle-commande contre les cyberattaques

Les systèmes de contrôle-commande industriels (SCI) sont des systèmes cyberphysiques qui combinent des couches de calcul, de communication et de physique afin de réaliser un ensemble de tâches. Ils sont utilisés pour surveiller et contrôler des installations, services, processus, applications et systèmes tels que la production et la distribution d’énergie (électricité, gaz, etc.), les réseaux de transport, les systèmes de communication avancés, etc. L’utilisation de ces systèmes devient plus critique dans le contexte de la transition énergétique en raison de la taille importante et croissante des communications et des échanges de données et d’informations entre les consommateurs et les opérateurs du réseau électrique en fonction de multiples services fournis (micro-réseaux, gestion de la demande, etc.). Par conséquent, le rôle des systèmes de contrôle-commande industriels devient essentiel puisqu’ils surveillent la stabilité et la fiabilité de la production et de la distribution d’énergie, optimisent la consommation et la production d’énergie à des échelles centralisées/distribuées, renforcent l’impact de l’énergie renouvelable dans le réseau, etc. Cependant, les SCI sont vulnérables aux cyberattaques, dans la mesure où ils sont conçus pour effectuer des tâches de production prédéfinies et répondre aux défis de la sécurité sans se soucier des problèmes de la sûreté. Ces attaques modifient la programmation du contrôleur pour endommager gravement l’équipement physique. L’attaque Stuxnet contre le programme nucléaire iranien en est un bon exemple. Elle a modifié le programme de contrôle des centrifugeuses d’enrichissement de l’uranium pour les forcer à tourner trop rapidement et trop longtemps, et entraîner leur destruction. Il est donc primordial de développer un système de détection de cyberattaques capable de détecter le plus tôt possible ces attaques pour en arrêter ou en limiter les conséquences catastrophiques sur l’équipement physique critique. Le présent article se penche sur le problème de la détection et de l’atténuation des risques représentés par la cyberattaque au sein des SCI, dans le contexte de la transition énergétique. Il abordera tout d’abord la structure d’un système cyberphysique et les composants de ses cybercouches et couches physiques. Il classera ensuite les différentes cyberattaques en fonction des composants d’un système cyberphysique et évaluera leurs impacts sur l’intégrité et les performances du système. Enfin, l’article classera les approches permettant de concevoir un système de détection des intrusions. Ces méthodes sont regroupées en trois familles principales : approche basée sur les modèles, approche basée sur les signatures, et détection des anomalies. Les avantages et les inconvénients de ces approches sont traités selon le type d’attaque et les informations sur la structure du système dont dispose le pirate. Un exemple de système cyberphysique composé d’une pompe, d’une soupape, d’un réservoir, de capteurs, et d’un contrôleur servira dans cet article pour illustrer les différents concepts et méthodes présentés.