W pierwszym kwartale 2023 roku PARP ogłosił mocno wyczekiwany nabór w ramach tzw. „Ścieżki SMART”, który został zadedykowany MŚP prowadzącym działalność gospodarczą na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej. Jako cel działania określono rozwijanie i wzmacnianie kompetencji badawczych i innowacyjnych przedsiębiorstw, ukierunkowanie na wdrażanie innowacji produktowych lub procesowych oraz cyfryzację, czy też transformację w kierunku zrównoważonego rozwoju. Na liście działań swoje miejsce znalazły również internacjonalizacja przedsiębiorstw i rozwijanie kompetencji kadr. Nowością programu względem innych, znanych z poprzednich perspektyw jest jego modułowy charakter, pozwalający przedsiębiorcom na stworzenie projektu wielowymiarowego, odpowiadającego różnym potrzebom i kierunkom rozwoju w ramach 7 dostępnych modułów. Ich realizacja mogła się odbywać w sposób linearny lub nielinearny. „Ścieżka SMART” zakłada element obowiązkowy dla małych i średnich firm, który obligował je do uwzględnienia przynajmniej jednego z dwóch modułów: „B+R” lub „Wdrożenie innowacji”. Aktualnie przeprowadzono dwa nabory – pierwszy zakończony liczbą 1540 złożonych wniosków na łączną kwotę 15 189 712 000,43 zł i drugi, w którym złożono 2722 wnioski na łączną kwotę 23 611 730 593,67 zł – w tym wniosek JPEmbedded zakładający realizację modułu B+R. Liczby te pokazują ogromne zainteresowanie programem, które nie jest dla nas zaskoczeniem.
Z naszej perspektywy, jako małej firmy rozwijającej swoje innowacyjne produkty dla energetyki, znającej wyzwania i potrzeby branży, udział w naborze był oczywistą konsekwencją planu opracowania nowego produktu związanego z cyberpezpieczeństwem i zaproszenie do współpracy jednostki B+R specjalizującej się w obszarze AI i ML.
Realizacja projektu rozpocznie się z nowym rokiem, jednak już dziś chcielibyśmy się z Wami podzielić jego założeniami i przybliżyć tematykę, która jest dla nas obecnie niezwykle interesująca i obiecująca ze względu na obserwacje trendów rynkowych i przyjęty kierunek rozwoju firmy.
Sieci energetyczne stoją w obliczu silnego zagrożenia atakami cybernetycznymi. Potwierdzają to raporty CERT Polska z 2021 roku na, którym opieraliśmy się przy pisaniu wniosku o dofinansowanie oraz najnowszy z 2022 roku zatytułowany „Krajobraz bezpieczeństwa polskiego Internetu”. W obydwu raportach z pośród sektorów gospodarki, wskazano sektor energetyczny, jako ten, w którym wystąpiło najwięcej incydentów cyberbezpieczeństwa –średnio 11 (CERT Polska z 2021) i 12 (CERT Polska z 2022) incydentów dziennie. Wśród tych incydentów sklasyfikowano kolejno 3 (CERT Polska z 2021) i 5 (CERT Polska z 2022), jako poważnych, czyli takich których wystąpienie spowodowało lub mogłoby spowodować znaczne obniżenie jakości lub przerwanie ciągłości działania świadczonej usługi kluczowej. To szybkie porównanie i sam raport CERT Polska 2022 wskazują na wzrost zarejestrowanych incydentów cyberbezpieczeństwa w porównaniu do roku 2021.
Równocześnie wyniki naszych własnych badań, wskazywały na to, że nie istnieją na rynku rozwiązania, które przeznaczone są branży energetycznej, to znaczy nie obsługują całego wachlarza protokołów komunikacji w sieciach energetycznych, ani nie posiadają algorytmów AI dedykowanych komunikacji sieci energetycznych. Dostępne propozycje dedykowano sieciom przemysłowym, co oznacza, że były w stanie analizować dane jedynie w ramach protokołów komunikacyjnych używanych w energetyce, co znacznie zawęża pole do wykrywania potencjalnych cyberataków.
Między innymi z tych powodów, powstał nasz pomysł na opracowanie platformy komunikacyjnej monitorującej komunikację pomiędzy urządzeniami sieci energetycznej i wykrywającej anomalie i zagrożenia (potencjalne ataki hakerskie), a także umożliwiającej bezpieczne podłączenie urządzeń infrastruktury energetycznej do systemów nadzoru. Platforma będzie składała się z dwóch modułów; analitycznego (AI) oraz komunikacyjnego. Jesteśmy przekonani, że to kolejny krok w kierunku wdrożenia bezpiecznej ISE.
Jednym z kluczowych elementów rozwiązania jest umożliwienie bezpiecznego połączenia urządzeń infrastruktury energetycznej do systemów nadzoru i akwizycji danych, co zapewni pełną kontrolę nad procesami zachodzącymi w sieci energetycznej. Aby ten cel osiągnąć zaplanowano wykorzystanie innowacyjnych algorytmów AI do monitorowania stanu urządzeń i sieci. Pozwoli to na wykrywanie potencjalnych incydentów cyberbezpieczeństwa i reagowanie na nie w odpowiednio krótkim czasie. Przyjmujemy, że przyczyni się to do znaczącego wzrostu poziomu bezpieczeństwa, a co za tym idzie, do większej niezawodności sieci energetycznej.
Jednym z podstawowych elementów w naszym obszarze badawczym, jest zaprojektowanie wydajnego i niezawodnego modułu obsługującego ruch sieciowy, umożliwiającego korzystanie z licznych protokołów komunikacyjnych specyficznych dla branży energetycznej.
Problemem badawczym jest odpowiednie wymiarowanie technologii w mechanizmie zasilania rozwiązania informacjami, w szczególności danymi w postaci szeregów czasowych, co ma na celu zbudowanie takiego modułu obsługi ruchu sieciowego w platformie, aby z najmniejszym opóźnieniem względem momentu pomiaru zapewniał skuteczne pozyskanie danych, ich aktualność, integralność i dostępność. Zakładamy, że kluczowym elementem innowacji będzie umożliwienie podłączenia wielu różnych składowych sieci energetycznych, takich jak stacje ładowania pojazdów elektrycznych, urządzenia automatyki stacji energetycznych, farmy solarne, elektrownie wiatrowe, czy magazyny energii. Przedmiotem badań będzie między innymi sprawdzenie możliwości pozyskiwania danych odczytowych z tych instalacji, ze szczególną uwagą skierowaną na Odnawialne Źródła Energii. Wynika to z przyjętego założenia, że to właśnie OZE wprowadzają niestabilność do systemu energetycznego. Innym istotnym punktem badawczym opracowanie modelowych przypadków opisanych za pomocą charakterystycznych szeregów czasowych wybranych protokołów komunikacyjnych, które wykazują determinujący wpływ na zdolność identyfikacji i prognozowania anomalii. Wśród określonych problemów badawczych, znajduje się również zrozumienie (interpretacja) mechanizmów potencjalnych incydentów razem z analizą historii ataków. Dane, które zostaną zgromadzone w wyniku prowadzonych działań badawczych będą gromadzone w sposób ustandaryzowany, pozwalający na ich monitorowanie i analizowanie, co w efekcie może przyczynić się do wzrostu efektywności pracy całej sieci. Innym wyzwaniem projektu jest analiza danych pochodzących z różnego rodzaju urządzeń infrastruktury, które będą stanowić bazę do stworzenia modeli AI.
Następnym krokiem będzie wykorzystanie tych informacji do klasyfikacji oraz predykcji anomalii, incydentów i ataków w ruchu sieciowym z różnych protokołów komunikacyjnych stosowanych w energetyce przy wykorzystaniu zaawansowanych narzędzi sztucznej inteligencji: uczenia maszynowego i uczenia głębokiego. Nasz projekt zakłada również przeprowadzenie badań autorskich modyfikacji metod opartych na uczeniu maszynowym i głębokim, czego przykładami może być zestawianie warstw rekurencyjnych, konwolucyjnych, gęstych i połączenia residualne czy badanie modeli hybrydowych łączących m.in. sieci neuronowe typu LSTM z sieciami CNN.
Wyniki opracowania problemu badawczego projektu, który skupia się na stworzeniu modułu obsługującego ruch sieciowy, dedykowanego protokołom komunikacyjnym wykorzystywanym w energetyce, oraz modułu analitycznego do wykrywania anomalii, incydentów i ataków w sieciach energetycznych, dostarczą unikalnych odpowiedzi na wyzwania związane z zapewnieniem bezpieczeństwa w infrastrukturze energetycznej.
Opracowany w ramach projektu prototyp platformy, zostanie poddany fazom testowania, oceny, analizy wyników, a następnie modyfikacjom mającym na celu stworzenie rozwiązania optymalnego. Aktualnie projekt lokuje się na poziomie TRL III, co oznacza, że posiada opracowaną koncepcję pozyskania danych, dostęp do repozytoriów danych niezbędnych do wykonania pracy badawczych nad modelami AI łącznie z analitycznym potwierdzeniem możliwości realizacji opracowanej koncepcji.
Artykuł ten jest stanowi wprowadzenie w tło projektu, który jest dla nas niezwykle inspirującym wyzwaniem i początkiem biznesowej przygody z AI i ML. Możecie się spodziewać kolejnych aktualizacji związanych z jego realizacją. Jeśli ta tematyka jest dla Was ciekawa, lub macie do nas pytania związane z projektem zapraszamy do kontaktu.