Survey and Future Trends for Cybersecurity in Maritime and Port Sectors: A Discrete Event Systems Perspective

مسح الاتجاهات المستقبلية للأمن السيبراني في القطاعين البحري والمينائي: منظور أنظمة الأحداث المتقطعة

👤 Gaiyun Liu, Omar Amri, Ye Liang, Ziliang Zhang, Pedro Merino Laso, Cyrille Bertelle, Alexandre Berred, Dimitri Lefebvre 📄 Mathematics 2025, Vol. 13(22), 3650 🔗 10.3390/math13223650 ✓ CC BY 4.0

الملخص

مع تطور تقنية المعلومات وانتشار تطبيقها، أصبح الأمن السيبراني محور اهتمام في جميع قطاعات الصناعة، والقطاع البحري ليس استثناءً، بتهديداته المادية والسيبرانية. يسلط هذا المسح أولًا، من منظور هندسة النظم وتقنية المعلومات، الضوء على البنى المحددة للأنظمة على متن السفن وفي الموانئ، ومعدات الاتصال الرابطة بينها. ثم يصف الهجمات السيبرانية في المجالين البحري والمينائي وعواقبها المحتملة من زوايا متعددة، مع أمثلة لحالات هجوم حقيقية. ويعرض نظرة عامة على التقنيات الرئيسية الحالية في تحليل الثغرات وكشف الهجمات والحماية الأمنية، قبل مناقشة قضايا الأمن السيبراني في القطاعين من منظور أنظمة الأحداث المتقطعة تحديدًا. وتُنمذج أنظمة مختلفة في المجالين البحري والمينائي كأوتوماتا أو شبكات بتري، ثم تُقترح مناهج للتحليل والكشف والحماية لتوضيح إمكانات أنظمة الأحداث المتقطعة في هذا المجال.

1. المقدمة

وفقًا لتقرير الأونكتاد لاستعراض النقل البحري 2024، يتعامل النقل البحري مع أكثر من 80% من حجم التجارة العالمية، مما يجعل الصناعة البحرية عاملًا حاسمًا في الاقتصاد العالمي. وتعتمد على شبكة عالمية واسعة من الموانئ وخطوط الشحن. ومع التحول الرقمي، تتيح ابتكارات مثل الشحن الذكي والموانئ المؤتمتة وسلاسل الكتل فرصًا للكفاءة وخفض التكاليف: فالأنظمة المتصلة للملاحة والاتصالات وإدارة البضائع والتموضع الديناميكي وإدارة المحطات والتتبع واللوجستيات تجعل العمليات أكفأ — لكن هذه الرقمنة والاتصالية المتنامية تُدخل تحديات كبيرة في الأمن السيبراني. ولمواجهتها، يجب أن يركز القطاع على تحليل الثغرات وتحسين كشف الهجمات واستراتيجيات دفاع مرنة.

يعطي أمن النظم أولوية لثالوث السرية والسلامة والتوافر (CIA): فالسرية تقصر المعلومات على المخولين؛ والسلامة تحمي البيانات من التغيير غير المصرح به مع الحفاظ على دقتها وموثوقيتها؛ والتوافر يضمن وصول المخولين عند الحاجة. وتهدد هذا الثالوث ثغرات النظم — نقاط الضعف في التصميم أو التنفيذ أو الإعداد القابلة للاستغلال للوصول غير المصرح أو التعطيل أو الضرر. ويعني تحليل الثغرات في القطاعين البحري والمينائي التحديد والتقييم والمعالجة المنهجية لنقاط الضعف عبر الأجهزة المتصلة وشبكات الاتصال ونظم المعلومات والتقنيات التشغيلية، عبر: تحديد الثغرات، وتقييم أثر المخاطر على CIA، وترتيب الأولويات بالخطورة واحتمال الاستغلال، والتخفيف والحماية (إدارة الترقيعات وكشف التسلل وتجزئة الشبكات)، والرصد المستمر لمواجهة التهديدات المتطورة. وحُددت أدبيات المسح ببحوث مستهدفة في Scopus وWeb of Science وIEEE Xplore وSpringerLink (2005–2025) تجمع «نظام الأحداث المتقطعة» و«الأمن السيبراني» و«الهجوم السيبراني» و«البحري» و«الميناء»، مُنقحة إلى الأعمال ذات الإسهامات المفاهيمية أو المنهجية أو التطبيقية التمثيلية.

يتميز هذا المسح عن المراجعات السابقة بتركيزه على القطاعين البحري والمينائي تحديدًا من منظور هندسة النظم وتقنية المعلومات، مستخدمًا نماذج أنظمة الأحداث المتقطعة (DES) — موجهًا إلى المهنيين والباحثين وصناع القرار في العمليات البحرية وإدارة الموانئ ومنهجيات DES. ويصف القسم 2 معدات ومواقع القطاعين البحري والمينائي المرجح تعرضها للهجمات، من حيث نقل المعلومات وتبادلها. ويغطي القسم 3 الهجمات السيبرانية والأمن السيبراني: تصنيف الهجمات مع أمثلة، والثغرات الشائعة والعواقب وأدوات التحليل. ويدرس القسم 4 الأمن السيبراني البحري والمينائي من منظور DES، منمذجًا إدارة حركة السفن والرادار ونظم المركبات الموجهة آليًا في الموانئ بالأوتوماتا وشبكات بتري. ويستكشف القسم 5 التحليل والكشف والحماية القائمة على DES. ويحدد القسم 6 تحديات البحث الرئيسية والاتجاهات المستقبلية؛ ويختم القسم 7 الورقة.

2. بنى أنظمة الاتصال على السفن وفي الموانئ

الأنظمة على متن السفن

يتطلب بحث الأمن السيبراني البحري فهمًا وافيًا لبنى الاتصال بين السفن والموانئ — سفينة-لسفينة وسفينة-لميناء وميناء-لميناء — إذ تخلق ترابطيتها مخاطر سيبرانية. وتتكون البنية البحرية من منصتين: على السفن وفي الموانئ. وتشمل الأنظمة على السفن: أنظمة الملاحة الحرجة للملاحة الآمنة (الرادار وGPS وAIS وECDIS ومسبار الأعماق)؛ وأنظمة الاتصال مع الموانئ والسفن والسلطات (راديو VHF والاتصالات الفضائية وراديو MF/HF)؛ وأنظمة التحكم للمناورة الدقيقة والاستقرار عند دخول الموانئ أو مغادرتها (الطيار الآلي والتحكم في الدفع وأنظمة مياه الصابورة)؛ وأنظمة التعريف (AIS وأضواء السفن وأبواقها) للتعريف البصري والإلكتروني بالسفينة.

أنظمة الموانئ واتصالات السفن بالموانئ

تشمل أنظمة الموانئ: مركز ضبط الميناء المشرف على حركة السفن وتخصيص الأرصفة؛ وخدمة الحركة البحرية التي تراقب الحركات وتوجهها مع المساعدة الملاحية ومنع التصادم؛ ومرافق الرسو (عوامات الربط والأوتاد) للرسو الآمن؛ وأنظمة اتصالات الميناء (راديو VHF والهاتف والبريد الإلكتروني) للتنسيق مع السفن وأصحاب المصلحة؛ وأنظمة أمن الميناء (مراقبة الدوائر التلفزيونية وضبط الوصول). وتشمل اتصالات السفن بالموانئ: إشعار الرسو والمغادرة (مواعيد الوصول التقديرية وطلبات تخصيص الأرصفة وتأكيداتها)؛ وعمليات الرسو (اتصال مستمر مع خدمة الحركة أثناء الاقتراب والمغادرة — تعليمات الرسو ومساعدة القاطرات والتفاصيل التشغيلية)؛ والاتصالات الطارئة (VHF والنظام العالمي للاستغاثة والسلامة) لطلب المساعدة أو الإبلاغ عن الحوادث. وتعمل هذه البنى معًا لضمان عمليات سلسة وآمنة من الملاحة إلى الرسو والاتصال والأمن.

3.1. الأنواع الرئيسية للهجمات السيبرانية

أنظمة AIS والملاحة والاتصالات

نظام AIS إلزامي منذ 2002 لسفن الركاب والسفن البحرية من 300 طن إجمالي فأكثر، ويخدم سلامة السفن وتجنب التصادم ومراقبة السفن ببيانات المسار والسرعة والموضع. لكنه يفتقر لتدابير أمنية مدمجة: فالانكشاف عبر الاتصالية ومقدمي المعلومات يخلق مخاطر تشغيلية عالية، ويمكن تعطيل AIS أو التلاعب به لاختلاق تنبيهات تصادم أو بحث وإنقاذ كاذبة. ومن الحالات الموثقة التلاعب الجماعي بـ GPS في البحر الأسود 2017 (سفن تظهر على اليابسة أو في مواضع خاطئة، ومنها المدمرة HMS Defender قرب القرم)، و«الأساطيل الشبحية» 2019–2020 في بحر الصين الجنوبي وقبالة أمريكا الجنوبية لإخفاء صيد غير مشروع أو نفط خاضع للعقوبات. وتواجه أنظمة الملاحة هجمات إشارات كاذبة تطغى على المواضع الحقيقية أو طوارئ مزيفة — يفاقمها الاعتماد على التموضع الديناميكي وواجهات السفينة-بالشاطئ وضوابط الدفع ومشغلات صمامات البضائع وأنظمة صعود الركاب. ومن الحالات: استيلاء جامعة تكساس 2013 على يخت بانتحال GPS، وانتحال 2014/2017 المنسوب لروسيا، وعودة النقاش 2016 حول الملاحة بالراديو، والاستيلاء في فبراير 2017 لساعات على ملاحة سفينة حاويات ألمانية (8,250 حاوية) من قبرص إلى جيبوتي. وتُستهدف أيضًا أنظمة اتصالات السفن وشركات الشحن وأنظمة شحن البضائع وتفريغها بالتلاعب والتخريب والتزوير والقرصنة والسرقة والتدمير والتحريف والحياد.

البرمجيات الخبيثة والتصيد وحجب الخدمة والرجل في المنتصف وسرقة الاعتماد وسلسلة التوريد

يفهرس الجدول 1 ثمانية أنواع هجوم مع حالات حقيقية. البرمجيات الخبيثة (الفدية والفيروسات والديدان) تعطل العمليات أو تسرق البيانات أو تسبب الضرر — مثل هجوم الفدية NotPetya على ميرسك 2017 الذي شل أنظمة تقنية المعلومات وعطّل 76 ميناءً عالميًا. والتصيد يخدع الموظفين لكشف الاعتمادات أو تنزيل برمجيات خبيثة — مثل هجوم 2020 على MSC عبر رابط خبيث في بريد يبدو مشروعًا. وهجمات حجب الخدمة الموزعة (DDoS) تُغرق خوادم الموانئ أو الشركات — مثل هجوم 2024 على ميناء أنتويرب البلجيكي الذي عطّل أنظمة المشغلين واتصالاتهم. وهجمات الرجل في المنتصف (MITM) تعترض اتصالات السفن بالموانئ أو داخل الميناء وتعدّلها — مثل هجوم 2019 على ميناء إيراني الذي أنتج تعليمات رسو خاطئة وتأخيرات وسوء مناولة للبضائع. وسرقة الاعتماد عبر التصيد أو التخمين أو الهندسة الاجتماعية تمكّن من التلاعب بالأنظمة — مثل اختراق شركة شحن دنماركية 2020 الذي غيّر الجداول. وهجمات سلسلة التوريد تخترق موردي الطرف الثالث — مثل اختراق 2020 لمورد برمجيات ملاحية لعدة شركات شحن أمريكية، بزرع شيفرة خبيثة في تحديث عطّل ملاحة سفن متعددة.

انتحال GPS والتهديدات المتقدمة المستمرة

يرسل انتحال GPS/GNSS وAIS إشارات كاذبة تضلل السفن عن موقعها الحقيقي، مسببًا أخطاء ملاحية أو تصادمًا أو جنوحًا — مثل شذوذ GPS في البحر الأسود 2017 الذي يُعتقد أنه انتحال مستهدف عطّل حركة المنطقة. أما التهديدات المتقدمة المستمرة (APT) فعمليات خفية طويلة الأمد برعاية دول تجمع الاستخبارات أو تسبب التعطيل بعواقب وخيمة على الأمن القومي والبنية التحتية والمالية — مثل هجوم 2020 المدعوم من دولة الذي شل موانئ إيرانية عدة بتكدس ضخم للبضائع. وهذه الأحداث ليست سوى رأس جبل الجليد، مع حوادث مماثلة كثيرة غير مُبلغ عنها. وإضافة إلى ذلك، تستذكر الورقة مفاهيم تأسيسية: الحادث السيبراني كواقعة ذات عواقب سلبية فعلية أو محتملة على أنظمة السفن وشبكاتها وحواسيبها أو بياناتها (وفق إرشادات BIMCO)؛ والهجوم السيبراني كأي مناورة هجومية ضد أنظمة تقنية المعلومات والتشغيل والشبكات أو الأجهزة الشخصية للمساس بأنظمة الشركة والسفينة وبياناتها أو تدميرها أو الوصول إليها؛ مع تعريفات CIA المؤطرة للتحليل.

3.2. مراجعة الأدبيات حول الأمن السيبراني في القطاعين البحري والمينائي

مع ثلاثة عقود من التقدم في الاتصالات والأنظمة الشبكية والأجهزة السيبرانية-الفيزيائية، أصبح الأمن السيبراني حرجًا عبر المجالات، ونمت منشورات المسح حول الأمن السيبراني البحري والمينائي أُسّيًا (مع إحصاءات من ResearchGate وMDPI وElsevier وCambridge). ويلخص الجدولان 2 و3 أوراق المسح المدروسة. وتغطي المسوح الحديثة (2024–2025): مرونة الموانئ كبحث مجزأ يحتاج دراسات تجريبية؛ وتهديدات ودفاعات السفن السطحية ذاتية القيادة مع ثغرات AIS/GPS وحمايات متعددة الطبقات مدمجة مع IMO والذكاء الاصطناعي وسلاسل الكتل وتحليلات السلوك؛ وسلاسل الكتل في اللوجستيات البحرية (الشفافية والتتبع مقابل تحديات التوحيد والقابلية للتوسع والتنظيم والتكامل مع إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي)؛ والأمن السيبراني البحري الشامل عبر السفن والموانئ وسلاسل التوريد؛ وهجمات الموانئ السيبرانية 2011–2023 (15 حالة: الفدية والتعطيل مهيمنان، وضعف الإجراءات وتدني الوعي مضخمات للمخاطر، والكشف المبكر والتعاون وخطط الكوارث مفاتيح المرونة).

وتغطي المسوح الأقدم (2008–2023): الصلاحية السيبرانية للإبحار كمفهوم سياساتي للرقمنة والسفن الذاتية؛ وفجوات التهديدات البحرية (غياب بيانات هجوم آنية ودراسات اقتصادية محدودة وتدريب غير كاف وأطر قانونية قاصرة)؛ وأدبيات غالبًا مفاهيمية ونوعية تدعو لمناهج كمية ومتعددة التخصصات؛ وتهديدات البحرية الممكنة بإنترنت الأشياء وحدود الحماية؛ ورسمًا وصفيًا للتحديات يحتاج عملًا تجريبيًا؛ وتحليلات ببليومترية لمخاطر التحول الرقمي تحث على دفاعات السياسات والتقنية والتدريب؛ ومناهج حوكمة نسقية؛ ومراجعات مخاطر أمن معلومات السفن مع مرونة متعددة الطبقات؛ وتحليلات التعاون الإقليمي (IMO وأوروبا وآسيا)؛ وبنى إنترنت السفن؛ ومراجعات الابتكار البحري؛ ومراجعات 2019 للحوادث والتهديدات (ضعف التدريب وتقادم التقنية واستهداف المخترقين) مع تدابير مضادة في العمليات والترقية والثقافة؛ وتقييمات المخاطر البحرية؛ وتأطير هجمات السفن كـ«مشكلة شريرة» تتطلب مناهج شمولية تكيفية؛ ونماذج وخوارزميات تحليل المخاطر؛ وتحذيرات عدم استعداد القطاع خاصة للسفن الذاتية؛ ومناهج تقييم المخاطر؛ ومرونة البنى التحتية الحرجة للسلامة؛ والدراسة التأسيسية «التهديدات والآثار في الأمن السيبراني البحري»؛ وكتاب ماكنيكولاس للدراسات التأسيسية؛ وتحديات المرونة السيبرانية (الوعي والتنظيم والاستعداد والتعاون والدفاع التكيفي)؛ ومنظورات بحوث أمن الموانئ والبحرية مع نماذج الشحن القائمة على المخاطر.

3.3. عواقب الهجمات وإرشادات التخفيف

للهجمات السيبرانية في القطاعين البحري والمينائي آثار واسعة وشديدة على السلامة والبيئة والاقتصاد. ففي السلامة: يمكن لأنظمة الملاحة والاتصالات والبضائع المخترقة أن تترك السفن خارج السيطرة أو مضللة الملاحة أو متصادمة، مهددة الأطقم والركاب — فهجوم NotPetya على ميرسك 2017 شل تقنية المعلومات والجدولة عبر شبكة الشحن العالمية، كاشفًا مخاطر سلامة جسيمة حتى دون تصادم مباشر. وفي البيئة: يمكن للمهاجمين المسيطرين على أنظمة الملاحة أو التحكم أن يجنّحوا السفن أو يسببوا تصادمات في مناطق حساسة، فيتسرب النفط أو المواد الكيميائية — وقد أظهرت دودة Stuxnet عام 2010، رغم استهدافها منشآت نووية، حجم الضرر الممكن لو وُجهت هجمات مماثلة لسفن تحمل مواد خطرة في نظم بحرية هشة. وفي الاقتصاد: الموانئ وشركات الشحن عقد حرجة في التجارة تسبب فيها الهجمات تأخيرات بضائع واضطرابات سلاسل توريد وخسائر مالية فادحة مع تكاليف الاستعادة — فهجوم الفدية على CMA CGM عام 2020 حجب الحجز الإلكتروني وعطّل اللوجستيات بشدة، مضرًا بالشركة واستقرار سلاسل التوريد العالمية.

وخلاصةً، فإن مخاطر السلامة والمخاطر البيئية والخسائر الاقتصادية هي أبعاد الأثر الرئيسية. ويتطلب التخفيف دفاعات أقوى وخطط استجابة متينة للحوادث ورصدًا وتحديثًا مستمرين. ومن الإرشادات المرجعية الرئيسية (قليلة التفاصيل التقنية، دافعة للعمل): إرشادات المنظمة البحرية الدولية لإدارة المخاطر السيبرانية البحرية، المدمجة في مدونة ISM التي تلزم بإدارة المخاطر السيبرانية ضمن أنظمة إدارة السلامة؛ وأفضل ممارسات الإدارة للمكتب البحري الدولي ضد القرصنة والمخاطر السيبرانية البحرية؛ وإرشادات BIMCO للأمن السيبراني على متن السفن بتوصيات تفصيلية للملاك والمشغلين؛ وإرشادات المنظمة الدولية للاتصالات البحرية الفضائية (IMSO) لتأمين أنظمة وشبكات الاتصالات البحرية العالمية؛ وإرشادات الوكالة الأوروبية للسلامة البحرية (EMSA) لأمن الموانئ السيبراني وحماية المرافق والعمليات؛ وإطار خفر السواحل الأمريكي للأمن السيبراني البحري المبني على إطار NIST.

3.4. الثغرات وأدوات التحليل

لمصطلح «الثغرة» في الأمن السيبراني معنيان: ضعف أو عيب في النظام قد يستغله المهاجم (من أخطاء البرمجيات أو البرمجيات القديمة أو البروتوكولات الضعيفة)، والقابلية أو الهشاشة العامة للنظام أمام الهجمات — أي تقييم الانكشاف للتهديدات القائمة، حيث تُحتسب أي ثغرة يُخترق بها السلامة أو التوافر أو السرية. وتستخدم هذه الورقة أساسًا المعنى الثاني: نقاط ضعف تُستغل لأفعال غير مصرح بها، كالوصول لبيانات دون اعتماد، إذ يستغل المهاجم عادة ثغرة لموطئ قدم ثم يتحرك جانبيًا نحو الهدف. ويعاني القطاع البحري ثغرات مميزة: أنظمة تقنية معلومات وتشغيل قديمة غير مدعومة على منصات عفا عليها الزمن؛ وأنظمة تشغيل لا تُرقَّع أو تتعارض مع مكافحات الفيروسات لقيود اعتماد النوع؛ ومسؤولية مشتتة عبر أصحاب المصلحة في التشغيل والاستئجار؛ وواجهات إلكترونية مع جهات برية ومكونات سلسلة التوريد؛ ومعدات مراقبة ومُدارة عن بُعد (المصنعون ومقدمو الخدمات)؛ وبيانات حرجة تجاريًا تُشارك مع جهات برية (المحطات وعمال الشحن والسلطات)؛ وأنظمة حرجة محكومة حاسوبيًا غير مرقعة أو مؤمنة بما يكفي تمس السلامة والبيئة؛ وثقافة مخاطر سيبرانية قابلة للتحسين (التدريب والأدوار)؛ وأحواض بناء تجمّع أنظمة فرعية باهتمام ضئيل بالمخاطر السيبرانية.

يُحلل ضعف النظام عبر ثلاثة أبعاد: احتمال/سهولة الاختراق (بما فيه القابلية لأنواع هجوم محددة واحتمال نجاح الاستهداف أو زمن الاختراق)؛ وأداء استراتيجية الكشف (فعالية وسرعة تحديد التسللات — فالكشف الفعال يقلل الأثر كثيرًا)؛ وأثر الهجوم الناجح (المرونة وعواقب كل نوع). وتُنمذج تسلسلات الثغرات كتغيرات حالة تنقل النظام من آمن إلى مُهاجَم؛ وطوبولوجيا الشبكة بيانية البنية، فالأدوات البيانية أفضل للنمذجة — مخططات الهجوم وأشجاره وسلاسل القتل السيبرانية. تصف سلاسل القتل السيبرانية الهجوم كخطوات مرتبة ذات مدد (استطلاع وتسليح وتسليم واستغلال وتثبيت وقيادة وتحكم وأفعال على الأهداف). وتعرض مخططات/مسارات الهجوم (Swiler وآخرون 1998) تسلسلات الهجوم الممكنة من تحليل تدفق المعلومات والطوبولوجيا والثغرات: العقد مضيفون أو ثغرات أو أجهزة؛ والحواف تطورات كسب الامتيازات — وهي قيمة للأنظمة البحرية/المينائية المعقدة المترابطة. وتعرض أشجار الهجوم (Schneier) خطوات المقتحم المتعاقبة نحو هدف: الجذر هو الهدف، والعقد الوسيطة أهداف فرعية، والأوراق أفعال ذرية، تُجمع اقترانيًا أو انفصاليًا أو اقترانيًا-تسلسليًا.

4.1. نظام إدارة حركة السفن

خدمة الحركة البحرية (VTS) هي السلطة الضابطة لحركة السفن، ويدعمها نظام إدارة حركة السفن المحوسب (VTMS) الذي يساعد سلطات الموانئ في الرسو والمغادرة وتشغيل السفن. ويساعد النظام في إدارة حركات السفن لتدفق آمن وفعال ومنظم: مراقبة المواضع وتنسيق الوصول والمغادرة. وللتبسيط تُنمذج حالة سفينة واحدة: تبدأ العملية خاملة بانتظار سفينة؛ وعند الوصول إلى الجوار، يراقب الاتصال الموقع ويؤكد الهوية للقبول؛ وبعد التحقق يُخصص رصيف؛ وقد تنتظر السفينة إذا كان الرصيف مشغولًا؛ وعند فراغه تتحرك بتوجيه النظام؛ وبعد الرسو تبدأ عمليات الشحن/التفريغ؛ وعند إتمامها يحدد النظام موعد المغادرة مع تعليمات ملاحة الخروج؛ وتغادر السفينة الرصيف على طريقها حتى خروج الجوار، ويعود النظام خاملًا. ويواجه هذا النظام هجمات كحقن سفينة مزيفة، حيث يُدخل المهاجم سفينة وهمية تبدو داخلة الجوار بصورة مشروعة.

تُنمذج عملية VTMS الطبيعية وسيناريو الهجوم باستخدام الأوتوماتا الاحتمالية الموقوتة الموسومة (LTPA): سداسي G = (S, E, Q, Obs, delta, Pi(0)) من حالات منتهية وأحداث قابلة وغير قابلة للرصد ووسوم قابلة للرصد ودالة وسم وانتقالات موقوتة بمعدلات واحتمالات الحالة الأولية. وتُجسّد الورقة VTMS بـ 13 حالة (s0 الخمول حتى s8 مغادرة السفينة، مع حالات الهجوم s0' خمول-هجوم وs1' سفينة مزيفة مقتربة وs2' توثيق مزيف وs8' مغادرة مزيفة)، وأحداث قابلة وغير قابلة للرصد، وأبجدية من 11 وسمًا، ودالة الوسم Obs، وعلاقة الانتقال الكاملة، وتوزيع أولي متركز على s0. ونمط هجوم حقن السفينة المزيفة أوتومات من حالتين (طبيعي، هجوم) ينتقل إلى الهجوم تحديدًا على حدث الهجوم الصامت es0,s0'. وتُذكر شبكات بتري العشوائية كبديل لنمذجة وتحليل الأنظمة المعرضة للهجمات والأعطال والأحداث غير المتوقعة.

4.2. نظام الرادار

تعتمد السفن التجارية — الحاويات والبضائع السائبة والناقلات — على الرادار لكشف الأهداف المحيطة وتجنب التصادم وتحسين المسارات، متطلبة وعيًا آنيًا بالظروف البيئية القريبة ومواضع السفن الأخرى واتجاهاتها، وتعاونًا وثيقًا بين السفن. فالرادار إذن تقنية الاستشعار الأساسية: تبث السفن إشارات ترتد عن السفن أو السواحل أو الصخور، مقدِّرة المسافة من زمن الذهاب والإياب والسرعة النسبية بتأثير دوبلر. ونظرًا لبساطة الأوتوماتا في وصف السلوك، تنمذج الورقة تبادل معلومات الرادار بسرب من أربع سفن: السفينة A (شمالًا) تكشف وتجمع المعلومات مبادرة بالاتصال؛ وB (شرقًا) تراقب الطرق وترصد العوائق؛ وC (جنوبًا) تدعم وتنسق الاتصالات واللوجستيات؛ وD (غربًا) تكشف المخاطر وتستجيب للطوارئ. تبث VA الإشارات؛ وتستقبلها VB وVC وVD وتعيد مواضعها واتجاهاتها؛ ثم تعدّل VA مسارها وتمرر رمز الأولوية تسلسليًا (VA→VB→VC→VD→VA)؛ وتعدّل كل سفينة وتبث إشارات محدثة، فتتجنب جميعًا التصادم في النهاية. والأوتومات G = {Q, E, delta, q0} له 8 حالات (من استعداد الجميع حتى تصحيح مسار كل سفينة) و8 أحداث وحالة أولية 0، مع انتقالات مثل delta(1, e1) = 2.

يمكن للمهاجمين اختراق النظام بالتلاعب بالإشارات أو حذفها أو استبدالها — أي أحداث النظام. ويوضح مثال لخطة هجوم، لكل حدث مولَّد (بما فيه الحدث الفارغ epsilon)، الفساد: «(e2, e3)» تعني إمكانية استبدال e2 المولد بـ e3؛ و«delete e5» تعني استبدال e5 بـ epsilon؛ و«insert e7» تعني إدخال e7. وفي صياغة الهجوم بنظام DES هذه، يحدد أوتومات معدَّل مبني على أحداث الهجوم ما إذا كان النظام تحت الهجوم. وتوضح أمثلة VTMS والرادار والمركبات الموجهة معًا كيف تنمذج الأوتوماتا وشبكات بتري أنظمة الاتصالات البحرية وشبكات الاستشعار.

4.3. نظام المركبات الموجهة آليًا في الموانئ

تأمل نظام ميناء بخمس مناطق تحميل Z1–Z5 (مستودعات وساحات تخزين وأرصفة) كمحور لشحن البضائع وتفريغها ومناولتها وتخزينها عبر وسائط النقل. تنتظر عدة مركبات موجهة آليًا (AGV) الدخول والتنقل بين المناطق لنقل البضائع أو تسليمها لشاحنات أو سفن، داخلة كل منطقة وملتقطة البضائع ومفرغة ومغادرة عبر واجهات أرصفة مخصصة من نقاط الدخول. وتنمذج شبكة بتري موسومة حركات المركبات: الأماكن p1–p5 تقابل المناطق Z1–Z5، ويمثل إطلاق كل انتقال عبور مركبة عبر واجهة الرصيف المعنية، تكتشفه أجهزة استشعار الواجهات، مع الأحرف q1–q8 كوسوم للاستشعار.

5.1. مقاييس الأمن

تقيس المقاييس فعالية سياسات الأمن وآلياته وتطبيقاته، وتحدد الثغرات وترتب أولويات التصحيح وترفع الوعي. ومن المقاييس البيانية واسعة الاستخدام: أقصر مسار (أقل جهد مهاجم من الحالة الأولية إلى الهدف)؛ وعدد المسارات (تعدد الطرق = أمن أدنى وفرص أكثر للمهاجم)؛ ومتوسط طول المسار (متوسط الثغرات اللازمة للوصول للهدف)؛ ومتوسط زمن الفشل الأمني (الزمن المتوقع لأول اختراق ناجح)؛ والأمن في الحالة المستقرة (مستوى الأمن طويل الأمد مع اقتراب الزمن من اللانهاية)؛ ونوع الفشل الأمني (احتمال اختيار كل مسار هجوم عبر مستويات الامتياز). وفي تحليل الثغرات لأنظمة DES، تنمذج ثلاث عائلات أدوات التفاعل بين النظام والهجوم: مخططات الهجوم والدفاع وأشجارهما وسلاسل القتل السيبرانية، مع نماذج تجمع السلوك الأساسي وسيناريوهات الهجوم. وتشمل طرق التحليل المناهج المنطقية (خوارزميات المخططات وسلسلة القتل وخوارزميات التكلفة) والامتدادات الاحتمالية — الشبكات البايزية ونماذج ماركوف — مقدمة تقييمًا كميًا بإمكانات بحرية قوية لتحديد نقاط ضعف السفن/الموانئ نحو أنظمة أمرن وأأمن. (يعتمد تقييم هذه المقاييس على المنهج والنموذج المقترحين؛ والمناهج والأمثلة المفصلة مُحال إليها.)

5.2. الأمن السيبراني في أنظمة الأحداث المتقطعة

تعالج بحوث الهجمات السيبرانية الحديثة على DES الشبكية كيفية استغلال الثغرات في أطر التحكم الشبكية وحمايتها، حول تحليل الثغرات وكشف الهجمات والتخفيف/الدفاع (مجدولة عبر الأدبيات). وتُصنف الإسهامات بالهدف الرئيسي (تحليل أو كشف أو تخفيف)؛ وأقل من 25% يخص المجالين البحري/المينائي مباشرة، لكن معظمها قابل للامتداد إليهما. ويستخدم معظمها أدوات الأوتوماتا أو شبكات بتري؛ ويضيف بعضها نماذج بايزية أو ماركوف أو احتمالية أخرى للثغرات. والجهود الرئيسية: نمذجة الثغرات وتحليلها (نقاط الضعف في شبكات اتصالات DES ومنطق التحكم القابلة للاستغلال في التلاعب بالبيانات وحجب الخدمة وحقن البيانات الكاذبة)؛ وكشف الهجمات (تعلم الآلة وخوارزميات كشف الشذوذ والرصد الآني المستجيب بسرعة للأنماط الشاذة الموجهة بالأحداث)؛ والتخفيف والدفاع (بنى DES شبكية مرنة بتحكم متسامح مع الأعطال وتشفير وبروتوكولات اتصال آمنة تصمد أمام الهجمات وتقلل الأثر) — وهي أساسية للوجستيات البحرية والشبكات الذكية والنقل الذاتي.

5.3. تقييم الأداء بنماذج ماركوف والأوتوماتا الاحتمالية

التهديد الأمني عملية عشوائية قابلة للنمذجة كسلسلة ماركوف: تُشتق احتمالات الانتقال بين الحالات من ثغرات الحالة التالية، وكل مسار في السلسلة مسار هجوم نحو الخرق، وكل مسار تسلسل حالات. وتكيّف الورقة تقييم أداء دوال كشف الأعطال (FDD): فالـ FDD أوتومات منتهٍ حتمي كامل FDD = (A, Q, deltaD, A0bar, A) على حالات FDD والوسوم القابلة للرصد والانتقالات، مع حالات لا-إنذار وحالة إنذار مستقرة واحدة، يقرر من الملاحظات ما إذا كان النظام معيبًا. ويغطي الأداء المدروس: عدم الكشف (وضع معيب دون إنذار)، والإنذار الكاذب (إنذار في الوضع الطبيعي)، وتأخر الكشف (الفارق بين انتقال العيب والإنذار) — ثلاثة مقاييس كمية بالتقريب الماركوفي طويل الأمد، طُورت للتشخيص لكنها قابلة للامتداد إلى دوال كشف الهجوم (ADF): أوتومات نمط العيب FP = (N, E, deltap, N0, Att) بحالات طبيعية وحالة وقوع نمط مستقرة واحدة.

ويكشف ADF ملموس حقن السفينة المزيفة لنظام VTMS في الشكل 3 تحت نمط هجوم الشكل 4: الحالات A = {A0bar, A1bar, A2bar, A}، وأحداث وسوم النظام، وانتقالات تدور على الوسوم غير a/b/k وتتقدم (A0bar, a)→A1bar→(b)→A2bar→(k)→A (إنذار)، مُنذِرة على التسلسل المرصود «abk». وبتطبيق المنهج الماركوفي، يُقيَّم كشف هذا ADF لحقن السفينة المزيفة بمعدل إنذار كاذب 99% ومعدل عدم كشف 0% ومتوسط تأخر كشف ثلاث وحدات زمنية — عبر تركيبين متعاقبين: نموذج النظام مع نمط العيب، ثم الناتج مع ADF.

5.4. إنفاذ الأمن بشبكات بتري

في نظام AGV المينائي، يسبب التركز المفرط للمركبات في منطقة تحميل واحدة ازدحامًا وتأخيرات مناولة واضطراب جدولة وفقد كفاءة وخسائر اقتصادية ومخاطر تصادم. لذا تحتاج كل منطقة سعة تحددها قيود ضبط تعكس جدولة الأرصفة وأزمنة دوران السفن وديناميكيات اللوجستيات — لا المساحة المادية وحدها. ومثال ذلك: منطقة AGV رقم Z4 (رصيف محطة حاويات) بسعة ثلاث مركبات، تُصاغ كقيد استبعاد متبادل معمم (GMEC) بالصيغة J = ([0,0,0,0,1,0,0]^T, 3)، مقيدة عدد الرموز (المركبات) في p5 بثلاث. ولنفترض ثغرة خداع استشعار: يعدّل المهاجم ملاحظات مركبة داخلة إلى Z4 لتظهر داخلة إلى Z2 — أي بعد الوسم q5 (إطلاق الانتقال t7 أو t6) يصبح المرصود q2: ‏R = {(q5, q2)}. ويؤدي إطلاق sigma = t14t22t5t6t32t7 من الوسم الأولي إلى M = 2p3 + 2p4 (مركبتان في كل من Z3 وZ4)؛ وإذا أُطلق t7 عند M (حركة Z3→Z4)، يصل النظام إلى M' = p4 + 3p5 مع وسم الاستشعار q5 — لكن تحت الهجوم (q5→q2) تظن السلطات أن Z4 تحوي مركبتين فقط، فتسمح بدخول AGV أخرى عبر t6/t7 متجاوزة السعة ثلاث.

تقدم نظرية التحكم الإشرافي لأنظمة DES الحل: تصميم مشرف يوجّه تطور النظام أو يقيده بحيث يحقق السلوك الخاضع للإشراف مواصفات الضبط، عادة بتعطيل أحداث بناء على المخرج المرصود — برصد الأحداث من قراءات الاستشعار وإصدار أوامر ضبط للمشغلات. ووفق سياسة التحكم الإشرافي الآنية المُحال إليها، تهيئ الخوارزمية الملاحظة ومجموعات الانتقالات المحظورة، ثم عند كل وسم مرصود q تحدّث الملاحظة وتحسب zeta(omega) = 3 − (pi_omega(q5) + pi_omega(q2)) + pi_omega(q4) + pi_omega(q6) من أعداد وقوع الوسوم، وتعطّل الانتقالات التي تتجاوز أعداد وسومها max{0, zeta(omega)}. ويوجّه المشرف المكتسب سلوك AGV ديناميكيًا وفق قواعد الضبط هذه، مانعًا الاكتظاظ في Z4 رغم الثغرة أمام هجمات خداع الاستشعار R = {(q5, q2)}.

6. المشكلات المفتوحة والاتجاهات المستقبلية

مع تحول القطاعين البحري والمينائي رقميًا، تزداد البنى التحتية السيبرانية-الفيزيائية الداعمة تعقيدًا وترابطًا وقابلية للتهديدات المتطورة. ورغم إمكانات منهجيات DES القوية في النمذجة والكشف والضبط، تبقى تحديات جوهرية. توافر البيانات وتوليد مجموعاتها: من مشكلات بحوث الأمن السيبراني الصناعي المتكررة غياب البيانات — فتعقيد السفن وتغايرها يعيق مجموعات مكيفة، والسرية تحجب المشاركة العامة. وتوجد ثلاثة حلول: مجموعات مفتوحة (قاعدة Admiral التي تسرد هجمات القطاع البحري وإن بلا تفاصيل تقنية غالبًا؛ وبيانات AIS المتاحة عبر AIS-hub وMarineTraffic)؛ ومجموعات مختبرية من منصات تعلم مضبوطة تحاكي الشذوذ والهجمات على أنظمة محددة؛ ومجموعات مولدة بالمحاكاة، إذ تتضمن السفن أنظمة صناعية عامة قابلة للنمذجة بأدوات عامة تحت قيود بحرية (كأنظمة توزيع المياه). ومع ذلك، يعيق غياب مجموعات موحدة عالية الجودة التحقق التجريبي والمقارنة — ويجب أن تطور الأعمال المستقبلية مجموعات واختبارات بحرية سيبرانية مشتركة لتجارب قابلة للتكرار والمقارنة.

النمذجة وتعقيد النظم: يجب أن تعالج البحوث المستقبلية تعقيد عمليات السفن المتزايد والتعاون متعدد الوكلاء وإدارة التهديدات المتقدمة من منظور سيبراني-فيزيائي وشبكي. فالسفن المتطورة المجهزة باستشعار وذكاء اصطناعي تتطلب نماذج صورية وعددية محسنة لاتخاذ قرارات ديناميكية آنية تحت عدم اليقين على نطاق واسع — مثل الأوتوماتا الاحتمالية والموقوتة لالتقاط الشكوك البيئية (الطقس والمخاطر) والجوانب الزمانية للملاحة والاتصالات؛ وأطر هجينة وحدثية-متقطعة قابلة للتوسع لتحسين التعاون بين الأساطيل الأكبر وتنسيقها وتخصيص مواردها؛ ونماذج DES المحاسِبة لاستراتيجيات هجوم منسقة متعددة النواقل وعدائية مدفوعة بالذكاء الاصطناعي. ومناهج النمذجة المقارنة: من الاتجاهات اللازمة مقارنة الطرق الصورية القائمة على DES مع التقنيات التقليدية (الشبكات البايزية ونماذج ماركوف) لمزاياها النسبية في نمذجة الأمن السيبراني-الفيزيائي بحريًا/مينائيًا. وحاليًا لا توجد أدلة تُذكر تطبق الصياغات البايزية أو الماركوفية على الأمن السيبراني البحري/المينائي تحديدًا — فالأعمال القائمة تتناول استدلال مخاطر عالي المستوى (تبعيات عوامل الخطر لمحسن‌دخت وآخرين؛ ومرونة الموانئ لجون وآخرين)، والتنبؤ بمخاطر السفن الذاتية (شبكة Aydin البايزية بالأعداد Z)، والتمييز بين الهجوم والعطل العرضي في بوابات الفيضان، وسلاسل ماركوف التعليمية لأمن السفن السيبراني، وتصنيف النوايا بـ HMM، أو مراجعات شذوذ AIS — باختلاف النطاق عن ديناميكيات الهجوم-الدفاع في تقنية معلومات/تشغيل الموانئ. ويمنع غياب المجموعات المشتركة وبروتوكولات التقييم الموحدة وإعدادات النماذج المتسقة حاليًا أي مقارنة صارمة متماثلة؛ ويُعد إرساء المعايير والمناهج الهجينة بين DES والاحتمالية تحديات مفتوحة.

الضبط الإشرافي التكيفي والموزع: يجب أن تعيد الآليات المستقبلية التكوين ديناميكيًا ضد هجمات العمليات المينائية الرئيسية (أنشطة الأرصفة وإدارة المراسي وأتمتة محطات الحاويات)، ممكنة تعديلات سريعة لجدولة السفن ومناولة البضائع وإدارة AGV لتخصيص فعال للموارد عبر مناطق المراسي وواجهات الأرصفة والتخزين — فالضبط الإشرافي يمنع بكفاءة القرارات الدافعة بالنظام نحو الثغرة، وحدود السعة تبني المرونة؛ وتلزم مخططات متقدمة تدمج القرارات وإنفاذ العمليات لدعم أمني كامل. الأدوات البرمجية: لا توجد أداة عددية/برمجية قائمة على DES وحده لتحليل الثغرات وكشف الهجوم وحماية الأمن في أنظمة وشبكات الحواسيب البحرية/المينائية — وإن كانت أدوات تقنية المعلومات/التشغيل العامة تنطبق (Tenable.ot وNessus وOpenVAS وGreenbone للتقييم؛ وZeek وSuricata وSnort وNozomi Guardian وClaroty وDragos للرصد/كشف التسلل؛ وElastic Security وSplunk وIBM QRadar وWazuh وOSSEC للإدارة الأمنية المتكاملة)، مع إطاري MITRE ATT&CK (تصنيف سلوك الخصم) وMITRE D3FEND (رسم التدابير الدفاعية المضادة، المغطي للطبيعة متعددة الأبعاد للهجمات الحديثة) — للجمع مع نماذج DES في التطبيق والتحقق مستقبلًا. تكامل الذكاء الاصطناعي وسلاسل الكتل: يخلق التوثيق/ضبط الوصول اللامركزي بسلاسل الكتل أنظمة هوية موزعة لمشاركة بيانات الموانئ بأمان (عقود ذكية وتشفير ضد الوصول/التسرب غير المصرح)، وشفافية سلسلة التوريد وتتبعها مانعة التزوير (تتبع لوجستي آمن)، بينما يحدد الذكاء الاصطناعي (تعلم الآلة/العميق وكشف الشذوذ) السلوكيات الشاذة ويتنبأ بالتهديدات ويحسّن الاستجابة الآنية — ومع نظرية ضبط DES يمكّن اتخاذ قرارات ديناميكية وتقدير الحالة والضبط التكيفي تحت عدم اليقين/العداء، مع سلسلة الكتل كطبقة ثقة ثابتة تسجل أحداث DES وقرارات الضبط والانتقالات للتتبع والمساءلة والمرونة: بنية أمنية واعدة ذاتية وشفافة وقابلة للتحقق للبيئات البحرية/المينائية.

7. الخاتمة

أدى التكامل المتزايد للأنظمة المتصلة والمؤتمتة في القطاعين البحري والمينائي إلى تحسين كبير في الكفاءة التشغيلية، لكنه أدخل أيضًا تحديات كبيرة في الأمن السيبراني. ومع توسع الرقمنة، تزداد ثغرات طبقتي التقنية التشغيلية وتقنية المعلومات حرجًا، متطلبة تقييمًا مستمرًا وكشفًا سريعًا وآليات حماية فعالة. وأبرز هذا المسح إمكانات نمذجة DES كمنهج صوري ومنهجي لتحليل قضايا الأمن السيبراني في المجالين البحري والمينائي وكشفها وتخفيفها. وتمكّن الطرق القائمة على DES التمثيل المنظم وتصميم الدفاع الاستباقي للأنظمة المعقدة الموجهة بالأحداث.

يجب أن تعالج البحوث المستقبلية القيود الحالية كتوافر البيانات والتوحيد القياسي وقابلية التشغيل البيني للأدوات، مع استكشاف التكامل مع التقنيات الناشئة كالذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية وسلاسل الكتل. وسيساعد التقدم في هذه الاتجاهات على بناء أطر أكثر تكيفًا ومرونة لتأمين موانئ الجيل القادم الذكية.

Abstract

With the development and widespread application of information technology, cybersecurity has become a focal point in all industry sectors. The maritime sector is no exception, with both physical and cyber threats. This survey first highlights, from a system engineering and information technology perspective, the specific architectures of on-vessel and in-port systems, as well as the communication equipment connecting them. Subsequently, cyber attacks in maritime and port domains and their potential consequences are described from various angles. Examples of real cases of cyber attacks are also reported. An overview of current key techniques used in vulnerability analysis, attack detection, and security protection is proposed before discussing cybersecurity issues in the maritime and port sectors from the particular perspective of discrete event systems. Various systems used in maritime and port domains are modeled as automata or Petri nets. Some analysis, detection, and protection approaches are then proposed to illustrate the potential of discrete event systems in this domain.

1. Introduction

According to the UNCTAD Review of Maritime Transport 2024, maritime transport handles over 80% of world trade volume, making the maritime industry a critical factor in the world economy. It relies on an extensive global network of ports and shipping lanes. As the industry undergoes digital transformation, innovations such as smart shipping, automated ports, and blockchain offer efficiency and cost opportunities: connected navigational, communication, cargo management, dynamic positioning, terminal management, tracking and logistics systems make operations more efficient — but this growing digitalization and connectivity also introduce substantial cybersecurity challenges. To address them, the industry must focus on vulnerability analysis, improved attack detection, and resilient defense strategies.

System security prioritizes the confidentiality, integrity and availability (CIA) triad: confidentiality restricts information to authorized parties; integrity protects data from unauthorized alteration while maintaining accuracy and trustworthiness; availability guarantees authorized access whenever needed. System vulnerabilities — weaknesses in design, implementation or configuration exploitable for unauthorized access, disruption or harm — threaten this triad. Vulnerability analysis in maritime and port sectors means systematically identifying, assessing and addressing weaknesses across connected devices, communication networks, information systems and operational technologies, through: identifying vulnerabilities, assessing risk impact on CIA, prioritizing by severity and likelihood, mitigation and protection (patch management, intrusion detection, network segmentation), and continuous monitoring against evolving threats. The survey's literature was identified through targeted searches in Scopus, Web of Science, IEEE Xplore and SpringerLink (2005–2025) combining 'discrete event system', 'cybersecurity', 'cyber attack', 'maritime' and 'port', refined to works with conceptual, methodological or representative applied contributions.

This survey distinguishes itself from previous reviews by focusing specifically on maritime and port sectors from a system engineering and IT perspective, using discrete event system (DES) models — aimed at professionals, researchers and decision-makers in maritime operations, port management and DES methodologies. Section 2 describes the maritime and port equipment and sites where cyber attacks are likely, given information transmission and exchange. Section 3 covers cyber attacks and cybersecurity: attack classification with examples, common vulnerabilities, consequences, and analysis tools. Section 4 studies maritime and port cybersecurity from a DES perspective, modeling vessel traffic management, radar and port automated guided vehicle systems with automata and Petri nets. Section 5 explores DES-based analysis, detection and protection. Section 6 outlines main research challenges and future directions; Section 7 concludes.

2. Architectures of On-Vessel and In-Port Communication Systems

On-vessel systems

Researching maritime cybersecurity requires thoroughly understanding ship–port communication structures — ship-to-ship, ship-to-port and port-to-port — since their interconnection creates cyber risk. Maritime infrastructure comprises two platforms: on-vessel and in-port. On-vessel systems include: navigation systems critical for safe navigation (radar, GPS, AIS, ECDIS, echo sounder); communication systems for contact with ports, vessels and authorities (VHF radio, satellite communication, MF/HF radio); control systems for precise maneuvering and stability when entering or leaving ports (autopilot, propulsion control, ballast water systems); and identification systems (AIS, ship lights, horns) for visual and electronic vessel identification.

In-port systems and ship–port communications

In-port systems include: the port control center overseeing vessel movements and berth assignments; vessel traffic service monitoring and guiding movements with navigation assistance and collision prevention; berthing facilities (mooring buoys, bollards) for safe docking; port communication systems (VHF radio, telephone, email) coordinating with ships and stakeholders; and port security systems (CCTV surveillance, access control). Ship–port communications comprise: berthing/departure notification (estimated arrival times, berth assignment requests and confirmations); berthing operations (continuous VTS communication during approach and departure — docking instructions, tugboat assistance, operational details); and emergency communication (VHF, GMDSS) for assistance or incident reporting. Together these structures ensure smooth, safe operations from navigation to docking, communication and security.

3.1. Main Types of Cyber Attacks

AIS, navigation and communication systems

AIS has been mandatory since 2002 for passenger and sea-going vessels of 300 gross tonnage or more, serving vessel safety, collision avoidance and ship monitoring with course, speed and position data. But AIS lacks built-in security measures: exposure through connectivity and information providers creates high operational risk, and AIS can be deactivated or manipulated to create false collision or search-and-rescue alerts. Documented cases include the 2017 Black Sea mass GPS spoofing (ships showing on-land or false positions, including HMS Defender near Crimea), and 2019–2020 'phantom fleets' in the South China Sea and off South America masking illegal fishing or sanctioned oil movements. Navigation systems face false-signal attacks overlapping true positions or fake emergencies — amplified by reliance on dynamic positioning, ship-to-shore interfaces, propulsion controls, cargo valve actuators and passenger-boarding systems. Cases include the 2013 University of Texas yacht GPS-spoofing takeover, 2014/2017 Russian-attributed spoofing, the 2016 return-to-radio navigation debate, and the February 2017 multi-hour takeover of a German 8,250 TEU container vessel's navigation en route from Cyprus to Djibouti. Vessel communication, shipping company and cargo loading/unloading systems are likewise targeted through manipulation, sabotage, falsification, piracy, robbery, destruction, alteration and deviation.

Malware, phishing, DDoS, MITM, credential theft and supply chain

Table 1 catalogues eight attack types with real cases. Malware (ransomware, viruses, worms) disrupts operations, steals data or causes damage — e.g. the 2017 NotPetya ransomware attack on Maersk crippling IT systems and disrupting 76 ports worldwide. Phishing tricks employees into revealing credentials or downloading malware — e.g. the 2020 MSC attack via a malicious link in a seemingly legitimate email. Distributed Denial of Service (DDoS) overloads port or company servers — e.g. the 2024 attack on Belgium's Port of Antwerp disrupting operators' systems and communications. Man-in-the-Middle (MITM) intercepts and alters ship–port or in-port communications — e.g. the 2019 attack on an Iranian port producing wrong docking instructions, delays and cargo mishandling. Credential theft via phishing, brute force or social engineering enables system manipulation — e.g. the 2020 Danish shipping company breach altering schedules. Supply chain attacks compromise third-party suppliers — e.g. the 2020 compromise of a navigation software supplier to several U.S. shipping companies, implanting malicious code in an update that disrupted multiple vessels' navigation.

GPS spoofing and advanced persistent threats

GPS/GNSS and AIS spoofing sends false signals misleading ships about their true location, causing navigation errors, collisions or grounding — e.g. the 2017 Black Sea GPS anomalies believed to be targeted spoofing disrupting area traffic. Advanced Persistent Threats (APTs) are long-term state-sponsored stealth operations gathering intelligence or causing disruption with severe national-security, infrastructure and financial consequences — e.g. the 2020 state-sponsored attack paralyzing several Iranian ports with massive cargo backlogs. These events represent only the tip of the iceberg, with many similar unreported incidents. Beyond these, the paper recalls foundational notions: a cyber incident as an occurrence with actual or potential adverse consequences for onboard systems, networks, computers or their data (per BIMCO guidelines); a cyber attack as any offensive maneuver against IT/OT systems, networks or personal devices to compromise, destroy or access company and ship systems and data; plus CIA definitions framing the analysis.

3.2. Literature Review on Cybersecurity in Maritime and Port Sectors

With three decades of advances in communications, networked systems and cyber–physical devices, cybersecurity has become critical across domains, and survey publications on maritime and port cybersecurity have grown exponentially (statistics from ResearchGate, MDPI, Elsevier and Cambridge are charted). Tables 2 and 3 summarize the considered survey papers. Recent surveys (2024–2025) cover: port resilience as fragmented research needing empirical studies; MASS cybersecurity threats and defenses with AIS/GPS vulnerabilities and IMO-integrated multi-layer protections, AI, blockchain and behavior analytics; blockchain in maritime logistics (transparency and traceability versus standardization, scalability, regulatory and IoT/AI integration challenges); comprehensive maritime cybersecurity across vessels, ports and supply chains; and 2011–2023 port cyber attacks (15 cases: ransomware and disruption dominant, weak procedures and low awareness as risk amplifiers, timely detection, collaboration and disaster plans as resilience keys).

Earlier surveys (2008–2023) span: cyber-seaworthiness as a policy concept for digitization and autonomous ships; maritime threat gaps (no real-time attack data, limited economic studies, inadequate training, insufficient legal frameworks); mostly conceptual/qualitative literature calling for quantitative and interdisciplinary work; IoT-enabled maritime threats and protection limits; descriptive challenge mappings needing empirical action; bibliometric digital-transformation risk analyses urging policy, technology and training defenses; systemic governance approaches; ship information-security risk reviews with multilayer resilience; regional IMO/Europe/Asia cooperation analyses; Internet-of-Ships architectures; maritime innovation reviews; 2019 maritime cybersecurity incident/threat reviews (poor training, outdated IT, hacker targeting) with process, upgrade and culture countermeasures; maritime risk evaluations; 'wicked problem' framings of ship attacks demanding holistic adaptive approaches; risk-analysis models and algorithms; industry unpreparedness warnings especially for autonomous vessels; risk assessment approaches; safety-critical infrastructure resilience; the foundational 'Threats and impacts in maritime cyber security' study; the McNicholas maritime security textbook; cyber-resilience challenges (awareness, regulation, preparedness, collaboration, adaptive defense); and port/maritime security research perspectives with risk-based shipping models.

3.3. Consequences and Mitigation Guidelines

Cyber attacks in maritime and port sectors have extensive, severe safety, environmental and economic impacts. Safety: compromised navigation, communication and cargo systems can leave vessels out of control, misnavigated or colliding, endangering crew and passengers — the 2017 NotPetya attack on Maersk crippled IT and scheduling across the global shipping network, exposing grave safety risks even without direct collisions. Environmental: attackers controlling navigation or control systems can ground vessels or cause collisions in sensitive areas, spilling oil or chemicals — the 2010 Stuxnet worm, though aimed at nuclear facilities, demonstrated the scale of damage possible if similar attacks hit vessels carrying hazardous chemicals in fragile marine ecosystems. Economic: ports and shipping companies are critical trade nodes where attacks cause cargo delays, supply-chain disruption and heavy financial losses plus restoration costs — the 2020 CMA CGM ransomware attack blocked online booking and severely interrupted logistics, harming both the company and global supply-chain stability.

In summary, safety hazards, environmental risks and economic losses are the primary impact dimensions. Mitigation demands stronger defenses, robust incident response plans, and continuous monitoring and updating. Key authoritative guidelines (technical-procedure-light, action-driving) include: IMO Guidelines on Maritime Cyber Risk Management, integrated into the ISM Code requiring cyber risk in safety management systems; International Maritime Bureau (IMB) best management practices against piracy and maritime cyber risks; BIMCO Guidelines on Cyber Security Onboard Ships with detailed owner/operator implementation recommendations; International Maritime Satellite Organization (IMSO) guidelines securing global maritime communication systems and networks; European Maritime Safety Agency (EMSA) port-cybersecurity guidelines protecting facilities and operations; and the US Coast Guard cybersecurity framework profile for maritime based on the NIST framework.

3.4. Vulnerability and Analysis Tools

In cybersecurity, 'vulnerability' has two meanings: a system weakness or flaw an attacker may exploit (from software errors, outdated software, weak protocols), and the overall susceptibility or fragility of a system to attacks — an evaluation of exposure to existing threats, where any flaw breachable for integrity, availability or confidentiality counts. This paper uses mainly the second meaning: weaknesses leveraged for unauthorized actions, e.g. accessing data without credentials, with attackers typically exploiting one flaw for a foothold then moving laterally to the target. The maritime industry suffers characteristic vulnerabilities: outdated unsupported IT/OT systems on obsolete platforms; OT systems unpatchable or incompatible with antivirus due to type-approval constraints; diffuse responsibility across ship-operation and chartering stakeholders; online interfaces with onshore parties and supply-chain components; remotely monitored/accessed equipment (manufacturers, service providers); business-critical and commercially sensitive data shared with shore entities (terminals, stevedores, authorities); unpatched or inadequately secured computer-controlled critical systems affecting safety and environment; improvable cyber-risk culture (training, roles); and shipyards assembling subsystems with minimal cyber-risk attention.

System fragility is analyzed along three dimensions: likelihood/ease of compromise (including susceptibility to specific attack types, success likelihood, or intruder time-to-compromise); detection-strategy performance (how effectively and quickly intrusions are identified — efficient detection greatly reduces impact); and successful-attack impact (resilience and per-attack-type consequences). Vulnerability sequences model as state changes transferring the system from secure to attacked states; network topology is graph-structured, making graphical tools the best modeling choice — attack graphs, attack trees, and cyber kill chains. Cyber kill chains describe an attack as ordered-duration steps (reconnaissance, weaponization, delivery, exploitation, installation, command and control, actions on objectives). Attack graphs/paths (Swiler et al. 1998) visually display possible attack sequences from information-flow, topology and vulnerability analysis: nodes are hosts, vulnerabilities or devices; edges are privilege-gaining evolutions — valuable for complex interconnected maritime/port systems. Attack trees (Schneier) display successive intruder steps toward a goal: the root is the objective, intermediate nodes sub-goals, leaves atomic actions, combined conjunctively, disjunctively, or in conjunctive-sequential order.

4.1. Vessel Traffic Management System

A Vessel Traffic Service (VTS) is the authority controlling vessel traffic, supported by the computerized Vessel Traffic Management System (VTMS) that helps port authorities dock, undock and operate vessels. The VTMS assists in managing vessel movements for safe, efficient, orderly flow: monitoring positions, coordinating arrivals and departures. For simplicity the single-vessel case is modeled: the process starts idle awaiting a vessel; upon neighborhood arrival, communication monitors location and confirms identification for admission; once verified, a dock is assigned; the vessel may wait if the dock is occupied; when free it moves in under VTMS guidance; after docking, cargo loading/unloading begins; on completion VTMS assigns departure time with exit navigation instructions; the vessel leaves along its route until exiting the neighborhood, and the system resets to idle. This VTMS faces attacks such as fake vessel injection, where an attacker introduces a fictitious vessel appearing legitimately in the neighborhood.

The normal VTMS process and the attack scenario are modeled with Labeled Timed Probabilistic Automata (LTPA): a 6-tuple G = (S, E, Q, Obs, delta, Pi(0)) of finite states, observable/unobservable events, observable labels, a labeling function, timed transitions with rates, and initial-state probabilities. The paper instantiates VTMS with 13 states (s0 idle through s8 vessel leaving, plus attack states s0' idle-attack, s1' fake vessel approaching, s2' fake authentication, s8' fake leaving), observable/unobservable events, an 11-label alphabet, the Obs labeling function, the full transition relation, and initial distribution concentrated on s0. The fake-vessel-injection attack pattern is a two-state automaton (Normal, Attack) transitioning to Attack exactly on the silent attack event es0,s0'. Stochastic Petri nets are noted as an alternative for modeling and analyzing systems subject to attacks, failures or unpredictable events.

4.2. Radar System

Commercial vessels — container ships, bulk carriers, tankers — depend on radar to detect surrounding targets, avoid collisions and optimize paths, requiring real-time awareness of nearby environmental conditions and other vessels' positions and headings, plus close inter-vessel collaboration. Radar is thus the core sensing technology: vessels emit signals bouncing off ships, coastlines or rocks, estimating distance from travel time and relative speed via Doppler effect. Given automata's simplicity for behavior description, the paper models radar information exchange with a four-vessel squadron: Vessel A (north) detects and gathers information initiating communication; Vessel B (east) monitors routes and watches for obstacles; Vessel C (south) supports and coordinates communication and logistics; Vessel D (west) detects hazards and responds to emergencies. VA emits signals; VB, VC, VD receive and relay positions/headings back; VA adjusts course then passes the priority token sequentially (VA→VB→VC→VD→VA); each vessel adjusts, emits updated signals, and ultimately all avoid collisions. The automaton G = {Q, E, delta, q0} has 8 states (all-standby through each vessel's course correction), 8 events, initial state 0, with transitions like delta(1, e1) = 2.

Attackers can compromise the system by manipulating, deleting or substituting signals — i.e. system events. An example attack plan tabulates, per generated event (including empty event epsilon), the corruption: '(e2, e3)' means generated e2 replaceable by e3; 'delete e5' means e5 replaceable by epsilon; 'insert e7' means inserting e7. Under this DES attack formulation, a modified automaton built over the attack events determines whether the system is under attack. The VTMS, radar and AGV examples together illustrate how automata and Petri nets model maritime communication systems and sensor networks.

4.3. Port Automated Guided Vehicles System

Consider a port system with five loading areas Z1–Z5 (warehouses, storage yards, docks) as the hub for cargo loading, unloading, transshipment and storage across transportation modes. Several automated guided vehicles (AGVs) wait to enter, move between areas transporting cargo or delivering goods to trucks or vessels, entering each area, picking up and dropping off goods, and exiting through designated quay interfaces via entry points. A labeled Petri net models vehicle movements: places p1–p5 correspond to areas Z1–Z5, each transition firing represents one vehicle transiting the respective quay interface, detected by interface sensors, with letters q1–q8 as sensor labels.

5.1. Security Metrics

Metrics measure security policy, mechanism and implementation effectiveness, identify vulnerabilities, prioritize corrective measures, and raise awareness. Widely used graph-based metrics: shortest path (least attacker effort from initial to target state); number of paths (more routes = lower security, more attacker opportunities); mean path length (average exploits needed to reach target); mean time to security failure (expected time to first successful compromise); steady-state security (long-run security level as time approaches infinity); and type of security failure (probability of each attack path being selected across privilege levels). In vulnerability analysis for DES, three tool families model system–attack interactions: attack and defense graphs, attack and defense trees, and cyber kill chains, alongside models combining baseline behavior with attack scenarios. Analytical methods include logic-based approaches (graph algorithms, kill chain, cost algorithms) and probabilistic extensions — Bayesian networks and Markov models — providing quantitative assessment with strong maritime potential for identifying vessel/port weaknesses toward more resilient, secure systems. (The assessment of these metrics depends on the proposed approach and model; detailed approaches and examples are referenced.)

5.2. Cybersecurity in Discrete Event Systems

Recent networked-DES cyberattack research addresses how vulnerabilities in networked control frameworks are exploited and protected, around vulnerability analysis, attack detection, and mitigation/defense (tabulated across the literature). Contributions separate by main objective (analysis, detection, mitigation); under 25% directly concern maritime/port domains, but most extend readily to those sectors. Most use automata or Petri net tools; some add Bayesian, Markov or other probabilistic models for vulnerability. Key efforts: vulnerability modeling and analysis (weak points in DES communication networks and control logics exploitable for data manipulation, denial of service, false data injection); attack detection (machine learning, anomaly detection algorithms, real-time monitoring swiftly responding to abnormal event-driven patterns); and attack mitigation/defense (resilient networked DES architectures with robust fault-tolerant control, encryption, secure communication protocols withstanding attacks and reducing impact) — essential for maritime logistics, smart grids and autonomous transportation.

5.3. Performance Evaluation with Markov Models and Probabilistic Automata

A security threat is a stochastic process modelable as a Markov chain: state-to-state transition probabilities derive from next-state vulnerabilities, each chain path is an attack path to breach, and each path is a state sequence. The paper adapts fault-detection-function (FDD) performance evaluation: an FDD is a complete deterministic finite automaton FDD = (A, Q, deltaD, A0bar, A) over FDD states, observable labels and transitions, with non-alarm states and one stable alarm state, deciding from observations whether the system is faulty. Studied performance covers non-detection (faulty mode, no alarm), false alarm (alarm in normal mode), and detection delay (lag between fault transition and alarm) — three quantitative metrics via long-run Markovian approximation, developed for diagnosis but extensible to Attack Detection Functions (ADF): a fault pattern automaton FP = (N, E, deltap, N0, Att) with normal states plus one stable pattern-occurrence state.

A concrete ADF detects fake vessel injection for the Figure 3 VTMS under the Figure 4 attack pattern: states A = {A0bar, A1bar, A2bar, A}, system-label events, transitions looping on non-a/b/k labels and advancing (A0bar, a)→A1bar→(b)→A2bar→(k)→A (alarm), alarming on observed sequence 'abk'. Applying the Markovian approach, this ADF's fake-vessel-injection detection evaluates to a 99% false alarm rate, 0% non-detection rate, and three-time-unit average detection delay — via two successive compositions: system model with fault pattern, then the result with the ADF.

5.4. Security Enforcement with Petri Nets

For the AGV port system, excessive vehicle concentration in one loading area causes congestion, cargo-handling delays, scheduling disruption, efficiency loss, economic loss, and collision risk. Each area therefore needs a capacity set by control constraints reflecting berth scheduling, vessel turnaround times and logistics dynamics — not merely physical space. Example: AGV area Z4 (a container terminal berth) with capacity three, formalized as generalized mutual exclusion constraint (GMEC) J = ([0,0,0,0,1,0,0]^T, 3), restricting the token (vehicle) count in p5 to three. Now suppose sensor deception vulnerability: an attacker alters observations of a Z4-entering vehicle to appear as Z2-entering — i.e. after label q5 (transition t7 or t6 fires), the observation becomes q2: R = {(q5, q2)}. Firing sigma = t14t22t5t6t32t7 from the initial marking reaches M = 2p3 + 2p4 (two vehicles each in Z3, Z4); if t7 fires at M (Z3→Z4 move), the system reaches M' = p4 + 3p5 with sensor label q5 — but under attack (q5→q2) authorities believe Z4 holds only two vehicles, potentially admitting another AGV via t6/t7 and exceeding capacity three.

Supervisory control theory for DES offers the solution: design a supervisor guiding or restricting system evolution so supervised behavior meets control specifications, typically by disabling events based on observed output — observing events via sensor readings and issuing control commands to actuators. Per the cited online supervisory control policy, the algorithm initializes observation and forbidden-transition sets, then on each observed label q updates the observation, computes zeta(omega) = 3 − (pi_omega(q5) + pi_omega(q2)) + pi_omega(q4) + pi_omega(q6) from label occurrence counts, and disables transitions whose label counts exceed max{0, zeta(omega)}. The acquired supervisor dynamically guides AGV behavior under these control rules, preventing Z4 overconcentration despite vulnerability to sensor deception attacks R = {(q5, q2)}.

6. Open Problems and Future Directions

As maritime and port sectors digitally transform, supporting cyber–physical infrastructures grow more complex, interconnected and vulnerable to sophisticated threats. While DES methodologies show strong modeling, detection and control potential, fundamental challenges remain. Data availability and dataset generation: a recurrent industrial-cybersecurity research problem is missing data — vessel complexity and heterogeneity hinder adapted datasets, and confidentiality blocks public sharing. Three solutions exist: open datasets (the Admiral database listing maritime-sector attacks, though mostly without technical detail; accessible AIS data via AIS-hub and MarineTraffic); laboratory datasets from controlled learning platforms simulating anomalies and attacks on specific systems; and simulation-generated datasets, since ships embed general industrial systems modelable with general tools under maritime constraints (e.g. water distribution systems). Still, the lack of standardized high-quality datasets impedes empirical validation and benchmarking — future work must develop shared maritime cybersecurity datasets and testbeds for reproducible, comparable experiments.

Modeling and system complexity: future research must address growing ship-operation complexity, multi-agent collaboration and advanced threat management from cyber–physical and networked perspectives. More sophisticated sensor- and AI-equipped vessels demand enhanced formal and numerical models for dynamic real-time decision-making under uncertainty at scale — e.g. probabilistic and timed automata capturing environmental uncertainties (weather, hazards) and navigation/communication temporal aspects; scalable hybrid and discrete-event frameworks for larger-fleet collaborative optimization, coordination and resource allocation; and DES models accounting for coordinated multi-vector and AI-driven adversarial attack strategies. Comparative modeling approaches: a needed direction is comparing DES-based formal methods with traditional techniques (Bayesian networks, Markov models) for relative strengths in modeling cyber–physical security in maritime/port settings. Currently little evidence applies Bayesian or Markov formalisms specifically to maritime/port cybersecurity — existing works address high-level risk reasoning (Mohsendokht et al. risk-factor dependencies; John et al. seaport resilience), MASS risk prediction (Aydin et al. Z-number Bayesian network), floodgate attack/accident distinction, educational ship-cybersecurity Markov chains, intent classification HMMs, or AIS anomaly reviews — differing in scope from port IT/OT attack–defense dynamics. Missing shared datasets, standardized protocols and consistent model setups currently prevent rigorous like-for-like comparison; establishing benchmarks and DES–probabilistic hybrid approaches are open challenges.

Adaptive and distributed supervisory control: future mechanisms must dynamically reconfigure against attacks on key port operations (quay-side activities, berth management, container terminal automation), enabling rapid adjustments to vessel scheduling, cargo handling and AGV management for efficient resource allocation across berth zones, quay interfaces and storage — supervisory control efficiently prevents decisions driving the system into vulnerability, and capacity limits build resilience; advanced schemes integrating decisions and operations enforcement are needed for full cybersecurity support. Software tools: no numerical/software tool exists based solely on DES for vulnerability analysis, attack detection and security protection in maritime/port computer systems and networks — though general IT/OT tools apply (Tenable.ot, Nessus, OpenVAS, Greenbone for assessment; Zeek, Suricata, Snort, Nozomi Guardian, Clarity, Dragos for monitoring/intrusion detection; Elastic Security, Splunk, IBM QRadar, Wazuh, OSSEC for integrated security management), plus MITRE ATT&CK (adversary behavior taxonomy) and MITRE D3FEND (defensive countermeasure mapping, covering modern attacks' multidimensional nature) — to be combined with DES models in future implementation and validation. Integration of AI and blockchain: decentralized blockchain authentication/access control creates distributed identity systems for safe port data sharing (smart contracts, encryption against unauthorized access/leakage), supply-chain transparency and traceability preventing forgery (secure logistics tracking), while AI (machine/deep learning, anomaly detection) identifies abnormal behaviors, predicts threats and optimizes real-time response — and with DES control theory enables dynamic decision-making, state estimation and adaptive control under uncertainty/adversity, with blockchain as an immutable trust layer recording DES events, control decisions and transitions for traceability, accountability and resilience: a promising autonomous, transparent, verifiable cybersecurity architecture for maritime/port environments.

7. Conclusions

The increasing integration of connected and automated systems in maritime and port sectors has greatly improved operational efficiency but also introduced significant cybersecurity challenges. As digitalization expands, vulnerabilities across OT and IT layers become more critical, requiring continuous assessment, rapid detection, and effective protection mechanisms. This survey emphasized the potential of DES modeling as a formal and systematic approach for analyzing, detecting, and mitigating cybersecurity issues in maritime and port domains. DES-based methods enable structured representation and proactive defense design for complex event-driven systems.

Future research should address current limitations such as data availability, standardization, and tool interoperability while exploring integration with emerging technologies like AI, digital twins, and blockchain. Advancing these directions will help build more adaptive and resilient frameworks to secure next-generation smart ports.

References

  1. [1] Trade, U.N. Review of Maritime Transport 2024: Navigating Maritime Chokepoints; United Nations: New York, NY, USA, 2024.
  2. [2] Koukaki, T.; Tei, A. Innovation and maritime transport: A systematic review. Case Stud. Transp. Policy 2020, 8, 700–710. [CrossRef]
  3. [3] Aslam, S.; Michaelides, M.P.; Herodotou, H. Internet of ships: A survey on architectures, emerging applications, and challenges. IEEE Internet Things J. 2020, 7, 9714–9727. [CrossRef]
  4. [4] Tsoulfas, G.T. Port resilience: A systematic literature review. In Maritime Economics & Logistics; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2025; pp. 1–21.
  5. [5] Li, K.; Lee, J.Y.; Gharehgozli, A. Blockchain implementation in the maritime industry: A literature review and synthesis analysis of benefits and challenges. In Maritime Economics & Logistics; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2024; pp. 1–28.
  6. [6] Haugli-Sandvik, M.; Lund, M.S.; Bjørneseth, F.B. Maritime decision-makers and cybersecurity: Deck officers’ perception of cyber risks towards IT and OT systems. Int. J. Inf. Secur. 2024, 23, 1721–1739. [CrossRef]
  7. [7] Yousaf, A.; Zhou, J.Y. From sinking to saving: MITRE ATT&CK and D3FEND frameworks for maritime cybersecurity. Int. J. Inf. Secur. 2024, 23, 1603–1618.
  8. [8] Poza, J.L.; Simarro, R.; de la Fuente, M.A.; Simó, J.; Crespo, A. Real-time control and monitoring in a container terminal. Ifac Proc. 2002, 35, 219–224. [CrossRef]
  9. [9] Aboul-Dahab, K.M.A. Demonstrating the cyber vulnerabilities of significant maritime technologies to the port facilities and on board of vessels. Inf. Technol. 2020, 29, 31. [CrossRef]
  10. [10] Kanwal, K.; Shi, W.; Kontovas, C.; Yang, Z.; Chang, C.H. Maritime cybersecurity: Are onboard systems ready? Marit. Policy Manag. 2024, 51, 484–502. [CrossRef]
  11. [11] Alcaide, J.I.; Llave, R.G. Critical infrastructures cybersecurity and the maritime sector. Transp. Res. Procedia 2020, 45, 547–554. [CrossRef]
  12. [12] Androjna, A.; Twrdy, E. Cyber threats to maritime critical infrastructure. In Cyber Terrorism and Extremism as Threat to Critical Infrastructure Protection; Ministry of Defense, Republic of Slovenia: Ljubljana, Slovenia, 2020; pp. 163–170.
  13. [13] Mrakovi´c, I.; Vojinovi´c, R. Maritime cybersecurity analysis—How to reduce threats? Trans. Marit. Sci. 2019, 8, 132–139. [CrossRef]
  14. [14] Cook, P. Comment: The emerging spectrum of maritime security. Int. J. Marit. Crime Secur. 2020, 1, 30–55. [CrossRef]
  15. [15] Yan, X.; Nie, X. Optimal placement of multiple types of detectors under a small vessel attack threat to port security. TRansportation Res. Part E Logist. Transp. Rev. 2016, 93, 71–94. [CrossRef]
  16. [16] Ahokas, J.; Kiiski, T.; Malmsten, J.; Ojala, L.M. Cybersecurity in ports: A conceptual approach. In Proceedings of the Hamburg International Conference of Logistics; epubli GmbH: Berlin, Germany, 2017; Volume 23, pp. 343–359.
  17. [17] Meyer-Larsen, N.; Müller, R. Enhancing the cybersecurity of port community systems. In Dynamics in Logistics: Proceedings of the 6th International Conference LDIC, Bremen, Germany, 20–22 February 2018; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2018; pp. 318–323.
  18. [18] König, S. Understanding complex attacks on a maritime port. ERCIM News 2020, 123, 22–23.
  19. [19] Gunes, B.; Kayisoglu, G.; Bolat, P. Cyber security risk assessment for sea ports: A case study of a container port. Comput. Secur. 2021, 103, 102196. [CrossRef]
  20. [20] Nganga, A.; Nganya, G.; Lützhöft, M.; Mallam, S.; Scanlan, J. Bridging the gap: Enhancing maritime vessel cyber resilience through security operation centers. Sensors 2023, 24, 146. [CrossRef]
  21. [21] Oruc, A.; Chowdhury, N.; Gkioulos, V. A modular cybersecurity training programme for the maritime domain. Int. J. Inf. Secur. 2024, 23, 1477–1512. [CrossRef]
  22. [22] Rajaram, P.; Goh, M.; Zhou, J. Guidelines for cyber risk management in shipboard operational technology systems. J. Phys. Conf. Ser. 2022, 2311, 012002. [CrossRef]
  23. [23] Göge, D.; Enge, H.C. Look-Out 2016 Maritime Domain Cyber: Risks, Threats & Future Perspectives; Lampe & Schwartze KG: Bremen, Germany, 2015.
  24. [24] Lagouvardou, S. Maritime Cyber Security: Concepts, Problems and Models; Kongens Lyngby: Copenhagen, Denmark, 2018.
  25. [25] Jones, K.D.; Tam, K.; Papadaki, M. Threats and Impacts in Maritime Cybersecurity; Engineering & Technology Reference: Stevenage, UK, 2016.
  26. [26] Oliveira, S.; Leal, A.B.; Teixeira, M.; Lopes, Y.K. A classification of cybersecurity strategies in the context of Discrete Event Systems. Annu. Rev. Control 2023, 56, 100907. [CrossRef]
  27. [27] Li, M.; Zhou, J.; Chattopadhyay, S.; Goh, M. Maritime cybersecurity: A comprehensive review. arXiv 2024, arXiv:2409.11417.
  28. [28] Swiler, L.P.; Phillips, C.; Gaylor, T. A Graph-Based Network-Vulnerability Analysis System; Sandia National Lab. (SNL-NM): Albuquerque, NM, USA, 1998.
  29. [29] Liu, R.T.; Hu, Y.H.; Mangini, A.M.; Fanti, M.P. K-corruption intermittent attacks for violating the codiagnosability. IEEE/CAA J. Autom. Sin. 2025, 12, 159–172. [CrossRef]
  30. [30] Lhomme, S. Vulnerability and resilience of ports and maritime networks to cascading failures and targeted attacks. In Maritime Networks; Routledge: Oxford, UK, 2015; pp. 229–241.
  31. [31] Ding, S.C.; Liu, G.Y.; Yin, L.; Wang, J.Z.; Li, Z.W. Detection of cyber-attacks in a discrete event system based on deep learning.
  32. [32] Silgado, D.M. Cyber-attacks: A Digital Threat Reality Affecting the Maritime Industry. Master’s Thesis, World Maritime University, Malmö, Sweden, 2018.
  33. [33] Chang, C.H.; Kontovas, C.; Yu, Q.; Yang, Z.L. Risk assessment of the operations of maritime autonomous surface ships. Reliab. Eng. Syst. Saf. 2021, 207, 107324. [CrossRef]
  34. [34] Tabish, N.; Chaur-Luh, T. Maritime autonomous surface ships: A review of cybersecurity challenges, countermeasures, and future perspectives. IEEE Access 2024, 12, 17114–17136. [CrossRef]
  35. [35] Bošnjak, R.; Kezic, D.; Belamaric, G.; Krile, S. Modelling of VTS supervisor by algorithm based on Petri net: Case study of Dover incident. Transport 2021, 36, 305–316. [CrossRef]
  36. [36] Bou-Harb, E.; Kaisar, E.I.; Austin, M. On the impact of empirical attack models targeting marine transportation. In 2017 5th IEEE International Conference on Models and Technologies for Intelligent Transportation Systems; IEEE: New York, NY, USA, 2017; pp. 200–205.
  37. [37] Qin, T.; Yin, L.; Liu, G.Y.; Wu, N.Q.; Li, Z.W. Strong current-state opacity verification of discrete-event systems modeled with time labeled Petri nets. IEEE/CAA J. Autom. Sin. 2025, 12, 54–58. [CrossRef]
  38. [38] Caprolu, M.; Di Pietro, R.; Raponi, S.; Sciancalepore, S.; Tedeschi, P. Vessels cybersecurity: Issues, challenges, and the road ahead. IEEE Commun. Mag. 2020, 58, 90–96. [CrossRef]
  39. [39] Ben Farah, M.A.; Ukwandu, E.; Hindy, H.; Brosset, D.; Bures, M.; Andonovic, I.; Bellekens, X. Cyber security in the maritime industry: A systematic survey of recent advances and future trends. Information 2022, 13, 22. [CrossRef]
  40. [40] Hagaseth, M.; Rødseth, Ø.J.; Krogstad, T.; Bakke, M. A new architectural framework for digitalization of maritime Intelligent transport systems. Transnav. Int. J. Mar. Navig. Saf. Sea Transp. 2023, 17, 769–779. [CrossRef]
  41. [41] Balduzzi, M.; Pasta, A.; Wilhoit, K. A security evaluation of AIS automated identification system. In Proceedings of the 30th Annual Computer Security Applications Conference, New Orleans, LA, USA, 8–12 December 2014; pp. 436–445.
  42. [42] DiRenzo, J.; Goward, D.A.; Roberts, F.S. The little-known challenge of maritime cybersecurity. In 6th International Conference on Information, Intelligence, Systems and Applications (IISA); IEEE: New York, NY, USA, 2015.
  43. [43] Tu, E.; Zhang, G.; Rachmawati, L.; Rajabally, E.; Huang, G.B. Exploiting AIS data for intelligent maritime navigation: A comprehensive survey from data to methodology. IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. 2017, 19, 1559–1582. [CrossRef]
  44. [44] Kessler, G.C.; Craiger, J.P. A taxonomy framework for maritime cybersecurity: A demonstration using the automatic identification system. Transnav Int. J. Mar. Navig. Saf. Sea Transp. 2018, 12, 429–437. [CrossRef]
  45. [45] Goudossis1, A.; Katsikas, S.K. Towards a secure automatic identification system (AIS). J. Mar. Sci. Technol. 2019, 24, 410–423. [CrossRef]
  46. [46] Aziz, A.; Tedeschi, P.; Sciancalepore, S.; Di Pietro, R. Secure AIS-securing pairwise vessels communications. In 2020 IEEE Conference on Communications and Network Security; IEEE: New York, NY, USA, 2020; pp. 1–9.
  47. [47] Coleman, J.; Kandah, F.; Huber, B. Behavioral model anomaly detection in automatic identification systems. In 2020 10th Annual Computing and Communication Workshop and Conference (CCWC); IEEE: New York, NY, USA, 2020; pp. 0481–0487.
  48. [48] Struck, M.C.; Stoppe, J. A backwards compatible approach to authenticate automatic identification system messages. In 2021 IEEE International Conference on Cyber Security and Resilience (CSR); IEEE: New York, NY, USA, 2021; pp. 524–529.
  49. [49] Leite Junior, W.C.; de Moraes, C.C.; de Albuquerque, C.E.; Machado, R.C.S.; de Sá, A.O. A triggering mechanism for cyber attacks in naval sensors and systems. Sensors 2021, 21, 3195. [CrossRef]
  50. [50] Ahmed, A.; Gkioulos, V. From click to sink: Utilizing AIS for command and control in maritime cyber attacks. Lect. Notes Comput. Sci. 2022, 13556, 535–553.
  51. [51] Soner, O.; Kayisoglu, G.; Bolat, P.; Tam, K. Risk sensitivity analysis of AIS cybersecurity through maritime cyber regulatory frameworks. Appl. Ocean. Res. 2024, 142, 103855. [CrossRef]
  52. [52] Boudehenn, C.; Cexus, J.C.; Abdelkader, R.; Lannuzel, M.; Jacq, O.; Brosset, D.; Boudraa, A. Holistic approach of integrated navigation equipment for cybersecurity at sea. In Proceedings of the International Conference on Cybersecurity, Situational Awareness and Social Media: Cyber Science 2022; Springer Nature: Singapore, 2023; pp. 75–86.
  53. [53] Tam, K.; Jones, K.D. Maritime cybersecurity policy: The scope and impact of evolving technology on international shipping. J. Cyber Policy 2018, 3, 147–164. [CrossRef]
  54. [54] Senarak, C. Port cyberattacks from 2011 to 2023: A literature review and discussion of selected cases. Marit. Econ. Logist. 2024, 26, 105–130. [CrossRef]
  55. [55] Schinas, O.; Metzger, D. Cyber-seaworthiness: A critical review of the literature. Mar. Policy 2023, 151, 105592. [CrossRef]
  56. [56] Afenyo, M.; Caesar, L.D. Maritime cybersecurity threats: Gaps and directions for future research. Ocean. Coast. Manag. 2023, 236, 106493. [CrossRef]
  57. [57] Yu, H.C.; Meng, Q.; Fang, Z.X.; Liu, J.X. Literature review on maritime cybersecurity: State-of-the-art. J. Navig. 2023, 76, 453–466. [CrossRef]
  58. [58] Ashraf, I.; Park, Y.; Hur, S.; Kim, S.W.; Alroobaea, R.; Zikria, Y.B.; Nosheen, S. A survey on cybersecurity threats in IoT-enabled maritime industry. IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. 2022, 24, 2677–2690. [CrossRef]
  59. [59] Akpan, F.; Bendiab, G.; Shiaeles, S.; Karamperidis, S.; Michaloliakos, M. Cybersecurity challenges in the maritime sector. Network 2022, 2, 123–138. [CrossRef]
  60. [60] Bolbot, V.; Kulkarni, K.; Brunou, P.; Banda, O.V.; Musharraf, M. Developments and research directions in maritime cybersecurity: A systematic literature review and bibliometric analysis. Int. J. Crit. Infrastruct. Prot. 2022, 39, 100571. [CrossRef]
  61. [61] Kechagias, E.P.; Chatzistelios, G.; Papadopoulos, G.A.; Apostolou, P. Digital transformation of the maritime industry: A cybersecurity systemic approach. Int. J. Crit. Infrastruct. Prot. 2022, 37, 100526. [CrossRef]
  62. [62] Melnyk, O.; Onyshchenko, S.; Onishchenko, O.; Shumylo, O.; Voloshyn, A.; Koskina, Y.; Volianska, Y. Review of ship information security risks and safety of maritime transportation issues. Transnav. Int. J. Mar. Navig. Saf. Sea Transp. 2022, 16, 717–722. [CrossRef]
  63. [63] Karamperidis, S.; Kapalidis, C.; Watson, T. Maritime cyber security: A global challenge tackled through distinct regional approaches. J. Mar. Sci. Eng. 2021, 9, 1323. [CrossRef]
  64. [64] Park, C.; Shi, W.M.; Zhang, W.; Kontovas, C.; Chang, C.H. Cybersecurity in the maritime industry: A literature review. In Proceedings of the 20th Commemorative Annual General Assembly, AGA 2019—Proceedings of the International Association of Maritime Universities Conference, Tokyo, Japan, 30 October–1 November 2019; pp. 79–86.
  65. [65] Chang, C.H.; Wenming, S.; Wei, Z.; Changki, P.; Kontovas, C.A. Evaluating cybersecurity risks in the maritime industry: A literature review. In Proceedings of the International Association of Maritime Universities Conference, Tokyo, Japan, 30 October–1 November 2019.
  66. [66] Mileski, J.; Clott, C.; Galvao, C.B. Cyber-attacks on ships: A wicked problem approach. Marit. Bus. Rev. 2018, 3, 414–430. [CrossRef]
  67. [67] Lim, G.J.; Cho, J.; Bora, S.; Biobaku, T.; Parsaei, H. Models and computational algorithms for maritime risk analysis: A review. Ann. Oper. Res. 2018, 271, 765–786. [CrossRef]
  68. [68] Forbes, V.L. The global maritime industry remains unprepared for future cybersecurity challenges. Shipbuild. Ind. 2018, 12, 42–44.
  69. [69] You, B.; Zhang, Y.; Cheng, L.C. Review on cybersecurity risk assessment and evaluation and their approaches on maritime transportation. In Proceedings of the 30th Annual Conference of International Chinese Transportation Professionals Association, Houston, TX, USA, 19–21 May 2017; pp. 19–21.
  70. [70] John, A.; Nwaoha, T.C. Safety critical maritime infrastructure systems resilience: A critical review. Int. J. Marit. Eng. 2016, 158. [CrossRef]
  71. [71] McNicholas, M. Maritime Security: An Introduction; Butterworth-Heinemann: Oxford, UK, 2016.
  72. [72] Jensen, L. Challenges in maritime cyber-resilience. Technol. Innov. Manag. Rev. 2015, 5, 35. [CrossRef]
  73. [73] Helmick, J.S. Port and maritime security: A research perspective. J. Transp. Secur. 2008, 1, 15–28. [CrossRef]
  74. [74] Bichou, K. Security and Risk-Based Models in Shipping and Ports: Review and Critical Analysis; OECD: Paris, France, 2008.
  75. [75] Barik, M.S.; Sengupta, A.; Mazumdar, C. Attack graph generation and analysis techniques. Def. Sci. J. 2016, 66, 559. [CrossRef]
  76. [76] Chukwuka, V.; Chen, Y.C.; Grijalva, S.; Mooney, V. Bad data injection attack propagation in cyber-physical power delivery systems. In 2018 Clemson University Power Systems Conference (PSC); IEEE: New York, NY, USA, 2018; pp. 1–8.
  77. [77] Al-Mohannadi, H.; Mirza, Q.; Namanya, A.; Awan, I.; Cullen, A.; Disso, J. Cyber-attack modeling analysis techniques: An overview. In 2016 IEEE 4th International Conference on Future Internet of Things and Cloud Workshops (FiCloudW); IEEE: New York, NY, USA, 2016; pp. 69–76.
  78. [78] Hoffmann, R.; Napiórkowski, J.; Protasowicki, T.; Stanik, J. Risk based approach in scope of cybersecurity threats and requirements. Procedia Manuf. 2020, 44, 655–662. [CrossRef]
  79. [79] Yadav, T.; Rao, A.M. Technical aspects of cyber kill chain. In International Symposium on Security in Computing and Communication; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2015; pp. 438–452.
  80. [80] Polatidis, N.; Pavlidis, M.; Mouratidis, H. Cyber-attack path discovery in a dynamic supply chain maritime risk management system. Comput. Stand. Interfaces 2018, 56, 74–82. [CrossRef]
  81. [81] Shandilya, V.; Simmons, C.B.; Shiva, S. Use of attack graphs in security systems. J. Comput. Netw. Commun. 2014, 2014, 818957. [CrossRef]
  82. [82] Amri, O.; Lefebvre, D. Mode Recognition in Attack Graphs Based on Conditional State Probability. In 2023 9th International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT); IEEE: New York, NY, USA, 2023; pp. 999–1004.
  83. [83] Liu, S.C.; Liu, Y. Network security risk assessment method based on HMM and attack graph model. In 2016 17th IEEE/ACIS International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD); IEEE: New York, NY, USA, 2016; pp. 517–522.
  84. [84] Schneier, B. Attack trees. J. Softw. Tools Prof. Program. 1999, 24, 21–31.
  85. [85] Jhawar, R.; Lounis, K.; Mauw, S. A stochastic framework for quantitative analysis of attack-defense trees. In International Workshop on Security and Trust Management; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2016; pp. 138–153.
  86. [86] Lounis, K.; Ouchani, S. Modeling attack-defense trees’ countermeasures using continuous time markov chains. In International Conference on Software Engineering and Formal Methods; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2020; pp. 30–42.
  87. [87] Lefebvre, D.; Seatzu, C.; Hadjicostis, C.; Giua, A. Probabilistic state estimation for labeled continuous time Markov models with applications to attack detection. J. Discret. Event Syst. 2022, 32, 65–88. [CrossRef]
  88. [88] Lefebvre, D.; Seatzu, C.; Hadjicostis, C.; Giua, A. Detectability notions for a class of finite labeled Markovian systems. Nonlinear Anal. Hybrid Syst. 2025, 57, 101586. [CrossRef]
  89. [89] Amri, O.; Lefebvre, D. Performance evaluation of SCADA systems by means of discrete event systems. In Proceedings of the 2023 International Conference on Networking, Sensing and Control (ICNSC), Marseille, France, 25–27 October 2023; pp. 1–6.
  90. [90] Amri, O.; Seatzu, C.; Giua, A.; Lefebvre, D. State estimation of timed probabilistic discrete event systems via artificial neural networks. Discret. Event. Dyn. Syst. 2025, 35, 107–135. [CrossRef]
  91. [91] Wang, J.C.; Wang, J.; Zeng, Q.T.; Liu, G.Y. Formal analysis of emergency department staffing based on stochastic timed Petri net models. IFAC PapersOnLine 2020, 53, 405–410. [CrossRef]
  92. [92] Meriah, R.; Barkaoui, K.; Liu, G.Y.; Driss, O.B. On modelling and evaluation of corrective and preventive maintenance policies of unreliable manufacturing systems. In Proceedings of the 2019 6th International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT), Paris, France, 23–26 April 2019; pp. 1752–1757.
  93. [93] Lefebvre, D.; Leclercq, E.; Khalij, L.; Souza de Cursi, E.; El Akchioui, N. Approximation of MTS stochastic Petri nets steady state by means of continuous Petri nets: A numerical approach. Ifac Proc. Vol. 2009, 42, 62–67. [CrossRef]
  94. [94] Lefebvre, D.; Leclercq, E.; El Akchioui, N.; Souza de Cursis, E.; Khalij, L. A geometric approach for the homothetic approximation of stochastic Petri nets. Ifac Proc. Vol. 2010, 43, 235–240. [CrossRef]
  95. [95] Lefebvre, D. About the stochastic and continuous Petri nets equivalence in the long run. Nonlinear Anal. Hybrid Syst. 2011, 5, 394–406. [CrossRef]
  96. [96] Ould El Mehdi, S.; Bekrar, R.; Messai, N.; Leclercq, E.; Lefebvre, D.; Riera, B. Design and identification of stochastic and deterministic stochastic Petri nets. IEEE Trans. Syst. Man. Cybern. Part A Syst. Humans 2012, 42, 931–946. [CrossRef]
  97. [97] Miler, R.; Bujak, A. Electronic cargo tracking systems as a part of the intelligent freight technologies. Their impact on the global integrated supply chain security and effectiveness based on the Avante system. Arch. Transp. Syst. Telemat. 2014, 7, 31–36.
  98. [98] Liang, Y.; Lefebvre, D.; Li, Z.W. Polynomial-time verification of pattern diagnosability for timed discrete event systems. Inf. Sci. 2025, 706, 121997. [CrossRef]
  99. [99] Li, Y.T.; Hadjicostis, C.N.; Wu, N.Q. Tamper-tolerant diagnosability under bounded or unbounded attacks. IFAC PapersOnLine 2022, 55, 52–57. [CrossRef]
  100. [100] Wang, A.J.A. Information security models and metrics. In Proceedings of the 43rd annual ACM Southeast Conference, Kennesaw, GA, USA, 18–20 March 2005; Volume 2, pp. 178–184.
  101. [101] Almasizadeh, J.; Azgomi, M.A. A stochastic model of attack process for the evaluation of security metrics. Comput. Netw. 2013, 57, 2159–2180. [CrossRef]
  102. [102] Abraham, S.; Nair, S. Cyber security analytics: A stochastic model for security quantification using absorbing markov chains. J. Commun. 2014, 9, 899–907. [CrossRef]
  103. [103] Idika, N.; Bhargava, B. Extending attack graph-based security metrics and aggregating their application. IEEE Trans. On Dependable Secur. Comput. 2012, 9, 75–85. [CrossRef]
  104. [104] Zenitani, K. Attack graph analysis: An explanatory guide. Comput. Secur. 2023, 126, 103081. [CrossRef]
  105. [105] Hutchins, E.M.; Cloppert, M.J.; Amin, R.M. Intelligence-driven computer network defense informed by analysis of adversary campaigns and intrusion kill chains. Lead. Issues Inf. Warf. Secur. Res. 2011, 1, 80.
  106. [106] Hareide, O.S.; Jøsok, Ø.; Lund, M.S.; Ostnes, R.; Helkala, K. Enhancing navigator competence by demonstrating maritime cybersecurity. J. Navig. 2018, 71, 1025–1039. [CrossRef]
  107. [107] Ammour, R.; Amari, S.; Brenner, L.; Demongodin, I.; Lefebvre, D. Robust stealthy attacks based on uncertain costs and labeled finite automata with inputs. IEEE Robot. Autom. Lett. 2023, 8, 2732–2739. [CrossRef]
  108. [108] Liu, Y.; Man, H. Network vulnerability assessment using Bayesian networks. In Data Mining, Intrusion Detection, Information Assurance, and Data Networks Security; Dasarathy, B.V., Ed.; Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers Conference Series; SPIE: Bellingham, WA, USA, 2005; Volume 5812, pp. 61–71.
  109. [109] Frigault, M.; Wang, L.; Singhal, A.; Jajodia, S. Measuring network security using dynamic Bayesian network. In Proceedings of the 4th ACM Workshop on Quality of Protection, Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 27 October 2008; pp. 23–30.
  110. [110] Mohsendokht, M.; Li, H.; Kontovas, C.; Chang, C.H.; Qu, Z.; Yang, Z. Decoding dependencies among the risk factors influencing maritime cybersecurity: Lessons learned from historical incidents in the past two decades. Ocean. Eng. 2024, 312, 119078. [CrossRef]
  111. [111] Aydin, M.; Sezer, S.I.; Akyuz, E.; Gardoni, P. Improved Z-number based Bayesian Network modelling to predict cyber-attack risk for maritime autonomous surface ship (MASS). Appl. Soft Comput. 2025, 180, 113416. [CrossRef]
  112. [112] Chockalingam, S.; Pieters, W.; Teixeira, A.; van Gelder, P. Bayesian network model to distinguish between intentional attacks and accidental technical failures: A case study of floodgates. Cybersecurity 2021, 4, 29. [CrossRef]
  113. [113] John, A.; Yang, Z.; Riahi, R.; Wang, J. A risk assessment approach to improve the resilience of a seaport system using Bayesian networks. Ocean. Eng. 2016, 111, 136–147. [CrossRef]
  114. [114] Almasizadeh, J.; Azgomi, M.A. A new method for modeling and evaluation of the probability of attacker success. In 2008 International Conference on Security Technology; IEEE: New York, NY, USA, 2008; pp. 49–53.
  115. [115] Almasizadeh, J.; Azgomi, M.A. Intrusion Process Modeling for Security Quantification. In Proceedings of the 2009 International Conference on Availability, Reliability and Security, Fukuoka, Japan, 16–19 March 2009; pp. 114–121.
  116. [116] Kaminska, N.; Kravtsova, L.V.; Kravtsov, H.; Zaytseva, T. Modeling ship cybersecurity using Markov chains: An educational approach. In Proceedings of the 11th Workshop on Cloud Technologies in Education, Kryvyi Rih, Ukraine, 22 December 2023; pp. 22–35.
  117. [117] Carlson, L.; Navalta, D.; Nicolescu, M.; Nicolescu, M.; Woodward, G. Early classification of intent for maritime domains using multinomial hidden Markov models. Front. Artif. Intell. 2021, 4, 702153. [CrossRef] [PubMed]
  118. [118] Wolsing, K.; Roepert, L.; Bauer, J.; Wehrle, K. Anomaly detection in maritime AIS tracks: A review of recent approaches. J. Mar. Sci. Eng. 2022, 10, 112. [CrossRef]
  119. [119] Bošnjak, R.; Kezi´c, D.; Vidan, P. Methodology of synthesis of the supervisors by using Petri net. Brodogr. Teor. Praksa Brodogr. Pomor. Teh. 2017, 68, 57–66. [CrossRef]
  120. [120] Bošnjak, R.; Kezi´c, D.; Vidan, P.; Kavran, Z. Collision prevention in Singapore Strait by using timed Petri net. Transport 2020, 35, 273–282. [CrossRef]
  121. [121] Basilio, J.C.; Hadjicostis, C.N.; Su, R. Analysis and control for resilience of discrete event systems: Fault diagnosis, opacity, and cyber security. Found. Trends Syst. Control 2021, 8, 285–443. [CrossRef]
  122. [122] Ding, D.R.; Han, Q.L.; Ge, X.H.; Wang, J. Secure state estimation and control of cyber-physical systems: A survey. IEEE Trans. Syst. Man, Cybern. Syst. 2021, 51, 176–190. [CrossRef]
  123. [123] Duo, W.L.; Zhou, M.C.; Abusorrah, A. A survey of cyber attacks on cyber physical systems: Recent advances and challenges. IEEE/CAA J. Autom. Sin. 2022, 9, 783–800. [CrossRef]
  124. [124] Sahnoun, A.; Maamri, R. Petri net modeling dynamic context of container for risk management. In Proceedings of the 2015 IEEE/ACS 12th International Conference of Computer Systems and Applications (AICCSA), Marrakech, Morocco, 17–20 Novem- ber 2015; IEEE: New York, NY, USA, 2015; pp. 1–8.
  125. [125] Jalal, M.R.; Kader, A.S.A.; Hamid, M.F.A.; Kang, H.S. A stochastic Petri net-based approach for operational performance estimation of quay cranes. Qual. Reliab. Eng. Int. 2023, 39, 1660–1680. [CrossRef]
  126. [126] Liu, R.T.; Mangini, A.M.; Fanti, M.P. Synthesis of optimal stealthy attacks against diagnosability in labeled Petri nets. IEEE/CAA J. Autom. Sin. 2025, 12, 1661–1672. [CrossRef]
  127. [127] Maione, G.; Mangini, A.M.; Ottomanelli, M. A generalized stochastic Petri net approach for modeling activities of human operators in intermodal container terminals. IEEE Trans. Autom. Sci. Eng. 2016, 13, 1504–1516. [CrossRef]
  128. [128] Lin, L.; Su, R. Synthesis of covert actuator and sensor attackers. Automatica 2021, 130, 109714. [CrossRef]
  129. [129] Carvalho, L.K.; Wu, Y.C.; Kwong, R.; Lafortune, S. Detection and mitigation of classes of attacks insupervisory control systems. Automatica 2018, 97, 121–133. [CrossRef]
  130. [130] Lima, P.M.; Alves, M.V.; Carvalho, L.K.; Moreira, M.V. Security against network attacks in supervisory control systems. IFAC PapersOnLine 2017, 50, 12333–12338. [CrossRef]
  131. [131] Basile, F.; Chiacchio, P.; Giua, A. Suboptimal supervisory control of Petri nets in presence of uncontrollable transitions via monitor places. Automatica 2006, 42, 995–1004. [CrossRef]
  132. [132] Wonham, W.M.; Cai, K. Supervisory Control of Discrete-EVENT Systems; Springer: Cham, Switzerland, 2019.
  133. [133] Zhang, Z.L.; Liu, G.Y.; Lefebvre, D.; Li, Z.W. Monitor-based supervisory control of labeled Petri nets under sensor attacks. IEEE Trans. Autom. Sci. Eng. 2025, 22, 9388–9403. [CrossRef]
  134. [134] Jia, J.T.; Liu, G.Y.; Li, Z.W. Supervisory Control of Cyber-Physical Systems Using Labeled Petri Nets Under Sensor and Actuator Attacks; Lecture Notes in Computer Science; Springer Nature: Berlin/Heidelberg, Germany, 2025; Volume 15466, pp. 159–173.
  135. [135] Laso, P.M.; Brosset, D.; Puentes, J. Dataset of anomalies and malicious acts in a cyber-physical subsystem. Data Brief 2017, 14, 186–191. [CrossRef] [PubMed]
  136. [136] Cremer, F.; Sheehan, B.; Fortmann, M.; Kia, A.N.; Mullins, M.; Murphy, F.; Materne, S. Cyber risk and cybersecurity: A systematic review of data availability. Geneva Pap. Risk Insur. Issues Pract. 2022, 47, 698. [CrossRef] [PubMed]
  137. [137] Jacq, O. Détection, Analyse Contextuelle et Visualisation de Cyber-Attaques en Temps Réel: éLaboration de la Cyber Situational Awareness du Monde Maritime. Ph.D. Thesis, Ecole Nationale SupéRieure Mines-Télécom Atlantique, Nantes, France, 2021.
  138. [138] Pelissero, N.; Laso, P.M.; Puentes, J. Impact assessment of anomaly propagation in a naval water distribution cyber-physical system. In Proceedings of the 2021 IEEE International Conference on Cyber Security and Resilience (CSR), Rhodes, Greece, 26–28 July 2021; IEEE: Piscataway, NJ, USA, 2021; pp. 518–523.
  139. [139] Bertelle, C.; Gouin, N.; Frémont, A. Maritime Ports, Supply Chains and Logistics Corridors; Taylor & Francis: Abingdon, UK, 2023.