Aplicação de Criptografia para Comunicações entre CLPs em Sistemas Industriais

Abstract

A crescente complexidade dos ambientes industriais e a intensificação da conectividade entre sistemas de automação têm ampliado os desafios associados à cibersegurança em aplicações baseadas em Controladores Lógicos Programáveis (CLPs). Sistemas tradicionalmente concebidos para operar em ambientes isolados passaram a trocar dados por meio de redes Ethernet industriais, expondo informações críticas do processo a riscos de interceptação e manipulação. Nesse contexto, este trabalho investiga a aplicação de criptografia como mecanismo de proteção da comunicação em sistemas a eventos discretos, considerando as restrições de desempenho, determinismo e simplicidade impostas por ambientes industriais. A solução desenvolvida fundamenta-se na utilização do algoritmo de criptografia ChaCha20, uma cifra de fluxo moderna projetada para eficiência em software, integrada diretamente à lógica de aplicação de CLPs. Os dados de estado do processo são representados de forma compacta, cifrados antes da transmissão em rede e decifrados no receptor, de modo que a informação trafegue exclusivamente em sua forma protegida pelo canal de comunicação. A implementação foi realizada no ambiente Siemens TIA Portal, utilizando linguagens padronizadas para automação industrial, e integrada aos mecanismos nativos de envio e recepção de dados. A solução proposta demonstra que é possível incorporar criptografia em sistemas industriais de forma viável e compatível com os requisitos operacionais do controle discreto, contribuindo para o fortalecimento da cibersegurança em aplicações industriais reais. Os resultados obtidos evidenciam que a proteção criptográfica pode ser aplicada sem comprometer o comportamento determinístico do sistema, reforçando a relevância do uso de técnicas de criptografia no contexto de sistemas a eventos discretos.