Application Perspective on Cybersecurity Testbed for Industrial Control Systems

منظور تطبيقي لمنصة اختبار الأمن السيبراني لأنظمة التحكم الصناعية

👤 Ondrej Pospisil, Petr Blazek, Karel Kuchar, Radek Fujdiak, Jiri Misurec 📄 Sensors, 2021 · Vol. 21(23), 8119 🔗 10.3390/s21238119 ✓ CC BY 4.0

الملخص

في السنوات الأخيرة، عجّل نموذج الصناعة 4.0 برقمنة الصناعة وقلّص ببطء الخط الفاصل بين تقنيات المعلومات (IT) وتقنيات التشغيل (OT)، جالبًا تحديات تقارب تشمل متجهات هجوم وتهديدات وعيوبًا أمنية جديدة. لذا تتطلب حماية البنية التحتية الصناعية أنظمة مراقبة وكشف مُدرّبة على مجموعات بيانات عالية الجودة وكبيرة ومجموعة في ظروف متنوعة — لكن كشف إعدادات المصانع الحقيقية مكلف ومقيد باعتبارات الخصوصية والحساسية.

ومن شحّ البيانات هذا يبرز موضوع منصات اختبار الصناعية: بيئات مخبرية فيزيائية شبه واقعية ومصانع افتراضية وشبكات ومصائد خادعة تقدم مجموعات بيانات للبحث والتطوير. يستعرض هذا المقال الأعمال ذات الصلة بمنصات الاختبار الصناعية، ويصف أفضل الممارسات والدروس المستفادة من تجميع منصات فيزيائية ومحاكاة وافتراضية وهجينة، ويقارن معلماتها الأساسية، ويعرض النتائج مرئيًا كاشفًا تحديات البحث والتطوير.

1. المقدمة

يجلب نموذج الصناعة 4.0 — إنترنت الأشياء الصناعية وتحليلات البيانات الضخمة والحوسبة السحابية والتكامل الأفقي والرأسي والروبوتات والواقع المعزز والتصنيع بالإضافة والتوائم الرقمية [1،2،3،4] — مزايا لا تُنكر لكنه يطرح أيضًا تحديات كبرى، في مقدمتها الأمن السيبراني. فالرقمنة الهائلة وتقارب تقنيات المعلومات والتشغيل وتزايد الترابط تجعل الأمن السيبراني شاغلًا محوريًا [5،6،7،8،9،10،11]. وتصعب كشف البرمجيات الخبيثة المتطورة التي تستهدف أنظمة التحكم، ولا سيما هجمات اليوم الصفري والجذور الخفية المتخصصة، بينما تُدخل البرمجيات والعتاد المعياري داخل شبكات ICS ثغرات إضافية.

يتجلى حجم المشكلة في إحصاءات الثغرات: لم تُنشر سوى ثغرتين في أنظمة التحكم الصناعية عام 1997، و19 ثغرة عام 2010، و189 ثغرة عام 2015 [13]؛ وكشفت Kaspersky عن 415 ثغرة في 2018 و509 في 2019 [12،14،15]، بينما نما العمل عن بُعد في الصناعة 53% خلال الجائحة موسعًا سطح الهجوم. وتؤكد الهجمات الواقعية حجم المخاطر: هجوم 2013 على مصنع صلب ألماني عطّل الإنتاج بأضرار جسيمة [16]، وهجوما 2015 و2016 على شبكة الكهرباء الأوكرانية قطعا التيار عن ربع مليون أسرة في كل مرة [17،18].

لهذه الأسباب، ثمة حاجة لمخططات كشف تسلل جديدة لشبكات ICS على مستويي التحكم بالعمليات واتصالات الشبكة، ويُعد تعلم الآلة الاتجاه الأكثر وعدًا حاليًا [19،20،21،22،23]. لكن مجموعات البيانات المناسبة للتعلم والتدريب والاختبار شحيحة، مما يجبر الباحثين على بناء بيئات اختبار مخصصة. فمنصة الاختبار — وهي منصة تحاكي الأنشطة الواقعية تحت الإشراف لتجارب قابلة للتكرار — تمكّن من توليد مجموعات البيانات واختبار الحوادث دون أثر اقتصادي على المصانع الحية والتقييم الآني لطرق الكشف. وتتمثل إسهامات المقال في: مسح حديث لمنصات الاختبار خارج قطاع الطاقة؛ وملخص معلمات لكل منصة؛ وتوثيق الخبرة في بناء منصات فيزيائية ومحاكاة وافتراضية وهجينة؛ وعرض مرئي للنسب المئوية للمعلمات يحدد تحديات البحث المستقبلي.

2. الأعمال ذات الصلة

لرسم خريطة الحالة الراهنة، بحث المؤلفون في Scopus بالاستعلام (testbed OR test bed) AND survey AND (ICS OR industrial control systems)، فحصلوا على سبع نتائج طابق اثنان منها [24،25] تركيز أتمتة العمليات؛ وأُضيفت ثلاثة مسوح أخرى [26،27،28] عبر المراجع وGoogle Scholar. يقارن Holm وآخرون [24] (2015) الأهداف البحثية وتنفيذ المكونات (المحاكاة الافتراضية والمضاهاة والمحاكاة والعتاد) والإخلاص عبر سيناريوهات مثل تحليل الثغرات والتعليم واختبارات آليات الدفاع والشبكات الخادعة وتحليل التهديدات — وهو نقطة انطلاق جيدة لاختيار المعلمات رغم قِدمه.

يقارن Cintuglu وآخرون [26] (2016) منصات الشبكات الذكية حسب المجال البحثي والنطاقات ونوع المنصة والبروتوكولات والاتصال — مفيد منهجيًا لكنه متمحور حول شبكات الطاقة. ويصف Qassim وآخرون [27] مناهج المنصات (فيزيائية ومحاكاة وافتراضية وهجينة) ويقيّمون الإخلاص وقابلية التكرار والدقة والسلامة والفعالية من حيث التكلفة والموثوقية وقابلية التوسع لكل منهج. ويصنف Geng وآخرون [25] المنصات الفيزيائية والبرمجية وشبه الفيزيائية والافتراضية مع أحد عشر سيناريو تطبيقيًا، بينما يقدم Ani وآخرون [28] منهجية تقييم شاملة متمحورة حول الإخلاص ومركزة على منصات الطاقة.

يتميز هذا المسح بتركيزه الحصري على أتمتة العمليات (المتمحورة حول PLC) مع إغفال متعمد لقطاع الطاقة المشمول تغطيةً؛ وبمقارنة الخصائص ذات الصلة ببناء مجموعات بيانات لأنظمة كشف التسلل القائمة على تعلم الآلة؛ وبتضمين استخدام الخدمات السحابية كمعامل، مواكبةً لاتجاهات البنية التحتية كخدمة في الشبكات الصناعية [29]. وتلي ذلك المنهجية وتعريفات المعلمات.

3. منهجنا — منصات الاختبار الفيزيائية

بُنيت جميع المنصات في مختبر الجامعة لجمع البيانات، مشملةً الفئات الفيزيائية (عتاد صناعي خالص) والهجينة والافتراضية والمحاكاة. تستخدم منصة التحكم في المحركات الصناعية (الربع الأول 2021) مكونات Siemens حصرًا — PLC من طراز S7-1200 وواجهة KTP700 ومبدل Scalance XB005 ومشغّل V90 ومحرك Simotics (الجدول 3) — لالتقاط اتصالات S7/Profinet الخاصة التي لا توجد لها مجموعات بيانات عامة. ويشمل السيناريو التحكم في بدء/إيقاف المحرك وسرعته واتجاه دورانه عبر HMI. والدروس المستفادة: مكّن البناء من الغوص العميق في تحليل بروتوكول S7 لمجموعات بيانات كشف الشذوذ؛ وتشمل الأعمال المستقبلية إضافة اتصال SCADA وواجهة WinCC Unified من TIA Portal v17 والالتقاط طويل الأمد مع حقن الشذوذ. والقيد الرئيسي: مرونة أحادية الغرض.

تحاكي منصة معالجة مياه الصرف محطة حقيقية بتقنية المفاعل الدفعي المتسلسل (SBR) لإحدى القرى، واكتملت في يونيو 2021 لجمع بيانات العمليات (المضخات وحساسات المستوى والحمأة والمطر والمنافيخ) ودراسة متجهات الهجوم على محطات المعالجة المُشرفة عن بُعد. وبُنيت حول PLC من Siemens طراز S7-1200 وواجهة KTP700 ومبدل CSM1277 ومضخات ثنائية وحساسات مستوى (الجدول 4)، مع إمكانية التحكم في العملية كاملة — البدء/الإيقاف وحالات المنافيخ والمضخات والخزانات والتصريف الكامل — عبر HMI. واستغرق التصميم الفيزيائي المعقد تخطيطًا مطولًا؛ ولا يزال التشغيل يُحسَّن لالتقاط مجموعات البيانات طويلة الأمد.

صُممت منصة التخمير (PLC من Siemens طراز S7-300 وواجهة KTP700 وصمامات ومرحلات وحساسات مستوى وحرارة وضغط؛ الجدول 5) بعد البناءين السابقين، باستخدام TIA Portal v15.1 للبرمجة والإشراف وopenMUC كواجهة SCADA. وتمنح المنصات الفيزيائية أصدق سلوك للأجهزة وأعلى إخلاص، مقابل زمن البناء والتكلفة وضعف المرونة — فكل منصة تخدم عملية واحدة أساسًا.

4. منهجنا — المنصات الافتراضية والمحاكاة والهجينة

تعمل منصة المصيدة الخادعة افتراضيًا بالكامل: HonSSH لخداع SSH وMiniNet/MiniCPS لمحاكاة الشبكات والأنظمة الصناعية وعزل Docker وتسجيل التسلل عبر Suricata والمراقبة عبر Grafana، كلها على خادم Ubuntu افتراضي بعنوان IP عام (الجدول 6) يكشف ModBus وEthernet/IP. وهي تلتقط سلوك المهاجمين الحقيقي بأمان وسلبية، وتغذي مجموعات بيانات IDS، وتتوسع بتكلفة زهيدة — لكنها تفتقر لإخلاص العمليات الفيزيائية. أما منصتا التخمير (Raspberry Pi 3B+ ونظام Raspbian 10 ومكتبة pymodbus 2.5.2 وopenMUC كسكادا عبر ModBusTCP؛ الجدول 7) ومعالجة المياه (Raspberry Pi 3B+ ومكتبة CPPPO وopenMUC وشاشة لمس؛ الجدول 8) فتستبدلان الإخلاص بالمرونة وقابلية التوسع والتكلفة شبه الصفرية، وهي مثالية للتكرار السريع للسيناريوهات.

تجمع حلقة الإنتاج الصناعية الهجينة بين أذرع Dobot Magician الروبوتية (3×) وسير ناقل وسكة انزلاقية وحساس ألوان وعملاء Raspberry Pi 3B+ وسكادا OpenMUC عبر ModBus-TCP/Ethernet-IP (الجدول 9) — ميكاترونيات حقيقية بتحكم مضاهى. وتمتد محاكاة أخرى لمعالجة مياه محطة نووية بالنهج نفسه إلى العمليات الحرجة للسلامة. وتُظهر المقارنة الموجزة (الجدول 10) أن المنصات السبع الداخلية تدعم تحليل البيانات وأبحاث الأمن السيبراني والتعليم؛ وأن تصاميم المحاكاة والهجينة وحدها توفر المرونة وقابلية التوسع؛ ولم تستخدم أيٌّ منها الحلول السحابية بعد.

تلتقي جميع المنصات في طبقة سكادا واحدة: الإشراف القائم على openMUC (القسم 3.6)، مما يمنح واجهة موحدة لجمع البيانات والتحكم عبر عتاد متنوع. وأبرز الدروس الشاملة: ابدأ بحزمة مورّد واحد لإتقان بروتوكول خاص واحد قبل التوسع؛ وخصّص معظم الجهد للبناء الفيزيائي؛ وصمّم التقاط الشبكة (منافذ المراقبة والمؤرخات ونقاط الهندسة) قبل منطق العملية؛ وفضّل المحاكاة لحجم مجموعات البيانات والمنصات الفيزيائية لإخلاص الحقيقة المرجعية.

5. المناقشة والنتائج وتحديات البحث المفتوحة

يكشف العرض المرئي لمعلمات المنصات المسحوبة (القسم 4) فجوات بنيوية: فالمؤرخات ومحطات الهندسة وتنوع MTU/RTU نادرة؛ وتتركز المرونة والقابلية للتكيف والتوسع في تصاميم المحاكاة والافتراضية؛ ويكاد يغيب التقييم الأمني المخصص ودعم الحلول السحابية. وبعبارة أخرى، يستطيع المجتمع بناء منصات أحادية العملية عالية الإخلاص أو محاكاة مرنة منخفضة الإخلاص، لكن ليس بعد منصات وفية ومرنة وقابلة للتوسع ومتصلة سحابيًا في آنٍ واحد.

ومن ذلك تنبثق تحديات مفتوحة: مقاييس موحدة للإخلاص والتقييم تمكّن مقارنة مجموعات البيانات عبر المنصات؛ وتصاميم عتادية نمطية ميسورة قابلة لإعادة الاستخدام عبر العمليات؛ وحركة تقارب واقعية بين IT وOT (الوصول عن بُعد والروابط السحابية وبوابات IIoT) داخل المنصات؛ ومجموعات هجوم موسومة على البروتوكولات الخاصة (S7 وProfinet) بحقيقة مرجعية موثقة؛ وإجراءات آمنة قابلة للتكرار لتنفيذ سيناريوهات هجوم تدميرية. ومن شأن معالجة هذه التحديات تحويل المنصات المعزولة إلى بنية بحثية مشتركة تراكمية لكشف التسلل في ICS.

6. الاستنتاجات

مسح هذا المقال مشهد منصات الاختبار الصناعية خارج قطاع الطاقة، وجدول المعلمات الأساسية لكل منصة، وعرض خبرة مباشرة في بناء منصات فيزيائية (التحكم بالمحركات ومعالجة المياه والتخمير) وافتراضية (المصيدة الخادعة) ومحاكاة (التخمير ومعالجة مياه نووية) وهجينة (حلقة الإنتاج) — تُشغَّل جميعها في مختبر الجامعة لجمع البيانات. وتُظهر المقارنة أن المنصات الفيزيائية تعظّم الإخلاص بينما تعظّم تصاميم المحاكاة والهجينة المرونة وقابلية التوسع، مع توفير openMUC لطبقة إشراف SCADA مشتركة.

تحدد النتائج المعروضة مرئيًا خطوات تالية ملموسة: تصاميم نمطية قابلة لإعادة الاستخدام، وحركة التقارب، ومجموعات البروتوكولات الخاصة، والتكامل السحابي، والتقييم الموحد. ويخلص المؤلفون إلى أن منصات الاختبار مكوّن لا غنى عنه في أبحاث أمن ICS — لدراسات تقنيات الهجوم ومجموعات كشف الشذوذ والاختبارات الوظيفية — وأن مشاركة تصاميمها وبياناتها هي أسرع طريق لتجاوز شحّ مجموعات البيانات الذي يعيق الدفاع القائم على تعلم الآلة.

References

  1. [1] 01. Pech, M.; Vrchota, J.; Bednář, J. Predictive Maintenance and Intelligent Sensors in Smart Factory. Sensors 2021, 21, 1470.
  2. [2] 02. Ioana, A.; Burlacu, C.; Korodi, A. Approaching OPC UA Publish–Subscribe in the Context of UDP-Based Multi-Channel Communication and Image Transmission. Sensors 2021, 21, 1296.
  3. [3] 03. Elsisi, M.; Tran, M.Q.; Mahmoud, K.; Lehtonen, M.; Darwish, M.M. Deep Learning-Based Industry 4.0 and Internet of Things towards Effective Energy Management for Smart Buildings. Sensors 2021, 21, 1038.
  4. [4] 04. Khalid, H.; Hashim, S.J.; Ahmad, S.M.S.; Hashim, F.; Chaudhary, M.A. SELAMAT: A New Secure and Lightweight Multi-Factor Authentication Scheme for Cross-Platform Industrial IoT Systems. Sensors 2021, 21, 1428.
  5. [5] 05. Murray, G.; Johnstone, M.N.; Valli, C. The convergence of IT and OT in critical infrastructure. In Proceedings of the Australian Information Security Management Conference, Perth, Australia, 5–6 December 2017.
  6. [6] 06. Conklin, W.A. IT vs. OT security: A time to consider a change in CIA to include resilienc. In Proceedings of the 2016 49th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS), Koloa, HI, USA, 5–8 January 2016; IEEE: Piscataway, NJ, USA, 2016; pp. 2642–2647.
  7. [7] 07. Kamal, S.; Al Mubarak, S.; Scodova, B.; Naik, P.; Flichy, P.; Coffin, G. IT and OT convergence-opportunities and challenges. In Proceedings of the SPE Intelligent Energy International Conference and Exhibition, Society of Petroleum Engineers, Scotland, UK, 6–8 September 2016.
  8. [8] 08. Paes, R.; Mazur, D.C.; Venne, B.K.; Ostrzenski, J. A guide to securing industrial control networks: Integrating IT and OT systems. IEEE Ind. Appl. Mag. 2019, 26, 47–53.
  9. [9] 09. Garimella, P.K. IT-OT integration challenges in utilities. In Proceedings of the 2018 IEEE 3rd International Conference on Computing, Communication and Security (ICCCS), Kathmandu, Nepal, 25–27 October 2018; IEEE: Piscataway, NJ, USA, 2018; pp. 199–204.
  10. [10] 10. Sari, A.; Lekidis, A.; Butun, I. Industrial networks and IIoT: Now and future trends. In Industrial IoT; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2020; pp. 3–55.
  11. [11] 11. Butun, I.; Sari, A. Early Detection and Recovery Measures for Smart Grid Cyber-Resilience. In Decision Support Systems and Industrial IoT in Smart Grid, Factories, and Cities; IGI Global: Hershey, PA, USA, 2021; pp. 91–110.
  12. [12] 12. Menze, T. The State of Industrial Cybersecurity, 2020. Available online: https://ics.kaspersky.com/the-state-of-industrial-cybersecurity-2020/ (accessed on 18 April 2021).
  13. [13] 13. Asghar, M.R.; Hu, Q.; Zeadally, S. Cybersecurity in industrial control systems: Issues, technologies, and challenges. Comput. Netw. 2019, 165, 106946.
  14. [14] 14. Menze, T. The State of Industrial Cybersecurity, 2019. Available online: https://cuadernosdeseguridad.com/wp-content/uploads/2019/09/2019_Kaspersky_ARC_ICS_report.pdf (accessed on 18 April 2021).
  15. [15] 15. Wolfgang Schwab, M.P. The State of Industrial Cybersecurity, 2018. Available online: https://ics.kaspersky.com/the-state-of-industrial-cybersecurity-2018/ (accessed on 18 April 2021).
  16. [16] 16. Lee, R.M.; Assante, M.J.; Conway, T. German steel mill cyber attack. Ind. Control Syst. 2014, 30, 62.
  17. [17] 17. Zetter, K. Everything we know about Ukraine’s power plant hack. Wired 2016. Available online: https://www.wired.com/2016/01/everything-we-know-about-ukraines-power-plant-hack/ (accessed on 18 April 2021).
  18. [18] 18. Case, D.U. Analysis of the cyber attack on the Ukrainian power grid. Electr. Inf. Shar. Anal. Cent. (E-ISAC) 2016, 388, 29.
  19. [19] 19. Mokhtari, S.; Abbaspour, A.; Yen, K.K.; Sargolzaei, A. A Machine Learning Approach for Anomaly Detection in Industrial Control Systems Based on Measurement Data. Electronics 2021, 10, 407.
  20. [20] 20. Jiang, D.; Zhao, J. Machine Learning in Industrial Control System Security: A Survey. In Proceedings of the Chinese Intelligent Systems Conference, Haikou, China, 26–27 October 2019; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2019; pp. 310–317.
  21. [21] 21. Ahmed, C.M.; MR, G.R.; Mathur, A.P. Challenges in machine learning based approaches for real-time anomaly detection in industrial control systems. In Proceedings of the 6th ACM on Cyber-Physical System Security Workshop, Taipei, Taiwan, 6 October 2020; pp. 23–29.
  22. [22] 22. Perales Gómez, Á.L.; Fernández Maimó, L.; Huertas Celdrán, A.; García Clemente, F.J. MADICS: A Methodology for Anomaly Detection in Industrial Control Systems. Symmetry 2020, 12, 1583.
  23. [23] 23. Butun, I.; Almgren, M.; Gulisano, V.; Papatriantafilou, M. Intrusion Detection in Industrial Networks via Data Streaming. In Industrial IoT; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2020; pp. 213–238.
  24. [24] 24. Holm, H.; Karresand, M.; Vidström, A.; Westring, E. A survey of industrial control system testbeds. In Proceedings of the Nordic Conference on Secure IT Systems, Stockholm, Sweden, 19–21 October 2015; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2015; pp. 11–26.
  25. [25] 25. Geng, Y.; Wang, Y.; Liu, W.; Wei, Q.; Liu, K.; Wu, H. A survey of industrial control system testbeds. Nord. Conf. Secur. IT Syst. 2019, 569, 042030.
  26. [26] 26. Cintuglu, M.H.; Mohammed, O.A.; Akkaya, K.; Uluagac, A.S. A survey on smart grid cyber-physical system testbeds. IEEE Commun. Surv. Tutor. 2016, 19, 446–464.
  27. [27] 27. Qassim, Q.; Jamil, N.; Abidin, I.Z.; Rusli, M.E.; Yussof, S.; Ismail, R.; Abdullah, F.; Ja’afar, N.; Hasan, H.C.; Daud, M. A survey of scada testbed implementation approaches. Indian J. Sci. Technol. 2017, 10, 1–8.
  28. [28] 28. Ani, U.P.D.; Watson, J.M.; Green, B.; Craggs, B.; Nurse, J.R. Design Considerations for Building Credible Security Testbeds: Perspectives from Industrial Control System Use Cases. J. Cyber Secur. Technol. 2020, 5, 71–119.
  29. [29] 29. Bhamare, D.; Zolanvari, M.; Erbad, A.; Jain, R.; Khan, K.; Meskin, N. Cybersecurity for industrial control systems: A survey. Comput. Secur. 2020, 89, 101677.
  30. [30] 30. Morris, T.; Srivastava, A.; Reaves, B.; Gao, W.; Pavurapu, K.; Reddi, R. A control system testbed to validate critical infrastructure protection concepts. Int. J. Crit. Infrastruct. Prot. 2011, 4, 88–103.
  31. [31] 31. Genge, B.; Nai Fovino, I.; Siaterlis, C.; Masera, M. Analyzing Cyber-Physical Attacks on Networked Industrial Control Systems. In Critical Infrastructure Protection V; Butts, J., Shenoi, S., Eds.; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2011; pp. 167–183.
  32. [32] 32. Urias, V.; Van Leeuwen, B.; Richardson, B. Supervisory Command and Data Acquisition (SCADA) system cyber security analysis using a live, virtual, and constructive (LVC) testbed. In Proceedings of the MILCOM 2012—2012 IEEE Military Communications Conference, Orlando, FL, USA, 29 October–1 November 2012; pp. 1–8.
  33. [33] 33. Foo, E.; Branagan, M.; Morris, T. A Proposed Australian Industrial Control System Security Curriculum. In Proceedings of the 2013 46th Hawaii International Conference on System Sciences, Maui, HI, USA, 7–10 January 2013; pp. 1754–1762.
  34. [34] 34. Almalawi, A.; Tari, Z.; Khalil, I.; Fahad, A. SCADAVT-A framework for SCADA security testbed based on virtualization technology. In Proceedings of the 38th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks, Sydney, Australia, 21–24 October 2013; pp. 639–646.
  35. [35] 35. Gao, H.; Peng, Y.; Jia, K.; Dai, Z.; Wang, T. The Design of ICS Testbed Based on Emulation, Physical, and Simulation (EPS-ICS Testbed). In Proceedings of the 2013 Ninth International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing, Beijing, China, 16–18 October 2013; pp. 420–423.
  36. [36] 36. Sayegh, N.; Chehab, A.; Elhajj, I.H.; Kayssi, A. Internal security attacks on SCADA systems. In Proceedings of the 2013 Third International Conference on Communications and Information Technology (ICCIT), Beirut, Lebanon, 19–21 June 2013; pp. 22–27.
  37. [37] 37. Candell, R.; Stouffer, K.; Anand, D. A cybersecurity testbed for industrial control systems. In Proceedings of the 2014 Process Control and Safety Symposium, Houston, TX, USA, 6–9 October 2014; pp. 1–16.
  38. [38] 38. Haney, M.; Papa, M. A Framework for the Design and Deployment of a SCADA Honeynet. In Proceedings of the CISR ’14: Proceedings of the 9th Annual Cyber and Information Security Research Conference, Oak Ridge, TN, USA, 8–10 April 2014; Association for Computing Machinery: New York, NY, USA, 2014; pp. 121–124.
  39. [39] 39. Ahmed, I.; Roussev, V.; Johnson, W.; Senthivel, S.; Sudhakaran, S. A SCADA System Testbed for Cybersecurity and Forensic Research and Pedagogy. In Proceedings of the ICSS ’16: Proceedings of the 2nd Annual Industrial Control System Security Workshop, Vienna, Austria, 28 October 2016; Association for Computing Machinery: New York, NY, USA, 2016; pp. 1–9.
  40. [40] 40. Alves, T.; Das, R.; Morris, T. Virtualization of Industrial Control System Testbeds for Cybersecurity. In Proceedings of the 2nd Annual Industrial Control System Security Workshop, Los Angeles, CA, USA, 6 December 2016; Association for Computing Machinery: New York, NY, USA, 2016; pp. 10–14.
  41. [41] 41. Ghaleb, A.; Zhioua, S.; Almulhem, A. SCADA-SST: A SCADA security testbed. In Proceedings of the 2016 World Congress on Industrial Control Systems Security (WCICSS), London, UK, 12–14 December 2016; pp. 1–6.
  42. [42] 42. Tesfahun, A.; Bhaskari, D.L. A SCADA testbed for investigating cyber security vulnerabilities in critical infrastructures. Autom. Control Comput. Sci. 2016, 50, 54–62.
  43. [43] 43. David, U.; Jairo, G.; Ole, T.N.; Alvaro, C. Attacking Fieldbus Communications in ICS: Applications to the SWaT Testbed. Cryptol. Inf. Secur. Ser. 2016, 14, 75–89.
  44. [44] 44. Miciolino, E.E.; Bernieri, G.; Pascucci, F.; Setola, R. Communications network analysis in a SCADA system testbed under cyber-attacks. In Proceedings of the 2015 23rd Telecommunications Forum Telfor (TELFOR), Belgrade, Serbia, 24–25 November 2015; pp. 341–344.
  45. [45] 45. Soley, R.M. First European Testbed for the Industrial Internet Consortium. 2017. Available online: https://blog.bosch-si.com/industry40/first-european-testbed-for-the-industrial-internet-consortium/ (accessed on 10 May 2021).
  46. [46] 46. Mathur, A.P.; Tippenhauer, N.O. SWaT: A water treatment testbed for research and training on ICS security. In Proceedings of the 2016 International Workshop on Cyber-physical Systems for Smart Water Networks (CySWater), Vienna, Austria, 11 April 2016; pp. 31–36.
  47. [47] 47. Teixeira, M.A.; Salman, T.; Zolanvari, M.; Jain, R.; Meskin, N.; Samaka, M. SCADA System Testbed for Cybersecurity Research Using Machine Learning Approach. Future Internet 2018, 10, 76.
  48. [48] 48. Maynard, P.; McLaughlin, K.; Sezer, S. An Open Framework for Deploying Experimental SCADA Testbed Networks. In Proceedings of the 5th International Symposium for ICS & SCADA Cyber Security Research 2018, Hamburg, Germany, 29–30 August 2018; BCS Learning & Development: Swindon, UK, 2018.
  49. [49] 49. Xie, Y.; Wang, W.; Wang, F.; Chang, R. VTET: A Virtual Industrial Control System Testbed for Cyber Security Research. In Proceedings of the 2018 Third International Conference on Security of Smart Cities, Industrial Control System and Communications (SSIC), Shanghai, China, 18–19 October 2018; pp. 1–7.
  50. [50] 50. Sauer, F.; Niedermaier, M.; Kießling, S.; Merli, D. LICSTER – A Low-cost ICS Security Testbed for Education and Research. In Proceedings of the 6th International Symposium for ICS & SCADA Cyber Security Research 2019, Athens, Greece, 10–12 September 2019.
  51. [51] 51. Tao, Y.; Xu, W.; Li, H.; Ji, S. Experience and Lessons in Building an ICS Security Testbed. In Proceedings of the 2019 1st International Conference on Industrial Artificial Intelligence (IAI), Shenyang, China, 22–26 July 2019; pp. 1–6.
  52. [52] 52. Niedermaier, M.; von Bodisco, A.; Merli, D. CoRT: A Communication Robustness Testbed for Industrial Control System Components. arXiv 2019, arXiv:1904.04286.
  53. [53] 53. Matsuda, W.; Fujimoto, M.; Aoyama, T.; Mitsunaga, T. Cyber Security Risk Assessment on Industry 4.0 using ICS testbed with AI and Cloud. In Proceedings of the 2019 IEEE Conference on Application, Information and Network Security (AINS), Penang, Malaysia, 19–21 November 2019; pp. 54–59.
  54. [54] 54. Krishnan, S.; Wei, M. SCADA Testbed for Vulnerability Assessments, Penetration Testing and Incident Forensics. In Proceedings of the 2019 7th International Symposium on Digital Forensics and Security (ISDFS), Barcelos, Portugal, 10–12 June 2019; pp. 1–6.
  55. [55] 55. Zhou, L.; Guo, H.; Deng, G. A fog computing based approach to DDoS mitigation in IIoT systems. Comput. Secur. 2019, 85, 51–62.
  56. [56] 56. Gardiner, J.; Craggs, B.; Green, B.; Rashid, A. Oops I Did It Again: Further Adventures in the Land of ICS Security Testbeds. In Proceedings of the ACM Workshop on Cyber-Physical Systems Security & Privacy, Auckland, New Zealand, 8 July 2019; Association for Computing Machinery: New York, NY, USA, 2019; pp. 75–86.
  57. [57] 57. Gillen, R.E.; Anderson, L.A.; Craig, C.; Johnson, J.; Columbia, A.; Anderson, R.; Craig, A.; Scott, S.L. Design and Implementation of Full-Scale Industrial Control System Test Bed for Assessing Cyber-Security Defenses. In Proceedings of the 2020 IEEE 21st International Symposium on “A World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks” (WoWMoM), Cork, Ireland, 31 August 2020–3 September 2020; pp. 341–346.
  58. [58] 58. Khan, M.; Rehman, O.; Rahman, I.M.H.; Ali, S. Lightweight Testbed for Cybersecurity Experiments in SCADA-based Systems. In Proceedings of the 2020 International Conference on Computing and Information Technology (ICCIT-1441), Tabuk, Saudi Arabia, 9–10 September 2020; pp. 1–5.
  59. [59] 59. Fujita, S.; Hata, K.; Mochizuki, A.; Sawada, K.; Shin, S.; Hosokawa, S. OpenPLC based control system testbed for PLC whitelisting system. Artif. Life Robot. 2020, 26, 149–154.
  60. [60] 60. Čeleda, P.; Vykopal, J.; Švábenský, V.; Slavíček, K. KYPO4INDUSTRY: A Testbed for Teaching Cybersecurity of Industrial Control Systems. In Proceedings of the 51st ACM Technical Symposium on Computer Science Education, Portland, OR, USA, 11–14 March 2020; Association for Computing Machinery: New York, NY, USA, 2020; pp. 1026–1032.
  61. [61] 61. Continued Growth for Industrial Networks Despite Pandemic. 2021. Available online: https://www.hms-networks.com/news-and-insights/news-from-hms/2021/03/31/continued-growth-for-industrial-networks-despite-pandemic (accessed on 18 June 2021).
  62. [62] 62. Piggin, R. Are industrial control systems ready for the cloud? Int. J. Crit. Infrastruct. Prot. 2015, 9, 38–40.
  63. [63] 63. Kulik, T.; Tran-Jørgensen, P.W.; Boudjadar, J. Formal security analysis of cloud-connected industrial control systems. In Proceedings of the International Conference on Security for Information Technology and Communications, Bucharest, Romania, 8–9 November 2018; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2018; pp. 71–84. !Sensors 21 08119 g001