تدريسي من كلية الهندسة يشارك في نشر بحث علمي ضمن مستوعبات سكوبس

شارك التدريسي م.م إسلام خالد عبد الرزاق جواد، التدريسي في قسم هندسة القدرة والمكائن الكهربائية / كلية الهندسة – جامعة ديالى، وبالتعاون مع باحثين عرب وأجانب، في نشر بحث علمي بعنوان:

Controllability and Observability of Real-Time Implementation of Smart Grid Cyber-Physical Systems Under Adversarial Attacks
وذلك في مجلة Scientific Reports المصنّفة ضمن مستوعبات Scopus.

يهدف البحث إلى دراسة وتحليل إمكانية التحكم وإمكانية الملاحظة في أنظمة الشبكات الذكية السيبرانية–المادية في ظل الهجمات الإلكترونية العدائية، ولاسيما هجمات رفض الخدمة (DoS). وقد أُنجز هذا البحث بالتعاون مع باحثين من جامعة Prairie View A&M University وجامعة Texas Rio Grande Valley في الولايات المتحدة الأمريكية.

وتناولت الدراسة إنشاء نظام عملي في الوقت الحقيقي يعتمد على تقنية التحكم الإشرافي والحصول على البيانات (SCADA) لتمثيل شبكة ذكية مكوّنة من ثلاث حافلات، مع استخدام بروتوكول Telnet لتحليل تأثير الهجمات على إمكانية التحكم والمراقبة. كما جرى تطبيق استراتيجيات أمن سيبراني آنية لحماية مكونات النظام واستعادة أدائه أثناء التعرض للهجمات.

واختُبر النظام تحت ثلاثة أنواع من الهجمات الإلكترونية، شملت:
هجوم Telnet على المنفذ (23)،
هجوم Flood على بروتوكول Modbus TCP،
هجوم ICMP باستخدام أداة hping3.

كما تم تقييم أداء النظام بالاعتماد على مصفوفات إمكانية التحكم وقابلية المراقبة، والتحقق من صحة النتائج من خلال محاكاة وتجارب عملية أُجريت على ثلاث شبكات كهربائية مختلفة (شبكة بثلاث حافلات، وأخرى بتسع حافلات، وثالثة بأربعة عشر ناقلًا) لقياس استجابة النظام.

وأظهرت النتائج أن الهجمات الإلكترونية أثّرت بشكل ملحوظ على استقرار النظام، إلا أن تطبيق آليات الحماية السيبرانية مكّن النظام من الحفاظ على إمكانية التحكم وإمكانية المراقبة أثناء الهجمات. كما اقترحت الدراسة إطارًا متكاملًا لتحسين استجابة الشبكات الذكية للهجمات الإلكترونية مع ضمان استمرارية التحكم والمراقبة.

واعتمدت الدراسة على بيئة SCADA واقعية مدعومة بأدوات تحليل الحزم مثل Wireshark لمراقبة سلوك النظام أثناء الهجمات. وأثبتت النتائج التجريبية والمحاكاة أن آليات التحكم الدفاعية المقترحة أسهمت في تقليل اضطرابات سرعة الدوران الناتجة عن الهجمات الإلكترونية على المحركات بنسبة تجاوزت 80%، مع الحفاظ على مصفوفات تحكم ومراقبة كاملة الرتبة حتى في ظل الهجمات المنسقة.

كما بيّنت تجارب نظام SCADA في الوقت الحقيقي أن متوسط زمن استجابة النظام لم يتجاوز (1.8) ثانية، مما يؤكد كفاءة الإطار المقترح في الحفاظ على استقرار النظام تحت ظروف الهجوم المختلفة.

https://ieeexplore.ieee.org/document/11357553/