Cibersegurançaa de sistemas ciberfísicos modelados como sistemas a eventos discretos

Abstract

Com o avanço da Indústria 4.0, a transformação digital e a alta conectividade de sistemas ciberfísicos trouxeram eficiência operacional, mas também expuseram infraestruturas industriais a vulnerabilidades cibernéticas graves. Nesse contexto, a cibersegurança se torna fundamental para protejer a integridade operacional e a proteção de dados contra ataques cibernéticos. Este trabalho de Iniciação Científica investiga métodos para proteger a conectividade entre robôs móveis autônomos, TurtleBot3 nos modelos Waffle e Burguer, como plataforma de testes para simular a comunicação descentralizada entre sistemas no ambiente industrial. Utilizando o sistema operacional Linux Ubuntu 22.04 LTS, o Sistema Operacional de Robôs (ROS2 Humble) e o simulador Gazebo Fortress, foram modeladas e simuladas as plataformas de robôs móveis TurtleBot3. Através da ferramenta RQT Graph, mapeou-se a topologia dos canais lógicos de comunicação e a troca de mensagens via protocolo DDS entre nós programados em C++ e Python. Realizou-se o mapeamento topológico dos canais de comunicação do sistema, tornando possível modelar e identificar vetores de risco para ataques cibernéticos ativos e passivos. Adicionalmente, analisou-se a modelagem dinâmica unificada baseada no modelo de uniciclo com tração diferencial. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência e o baixo custo da infraestrutura desenvolvida para a validação virtual de algoritmos de cibersegurança e estratégias de defesa. O projeto atendeu com êxito às metas previstas nas atividades A-3 e A-5, estabelecendo a base computacional necessária no Laboratório de Automação e Informática Industrial (LAI/EAS/UFSC) para a futura replicação prática dos ensaios em frotas físicas de robôs.